KR100385265B1 - 하드디스크 드라이브의 기록용량 확장방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 관한 것으로서, 하드디스크의 사용자 기록영역인 데이타섹터의 기록용량을 확장하여 고용량을 실현함과 동시에, 서보섹터에 기록된 서보정보를 신속하게 독출함으로써 고속화를 실현하도록 하기 위하여, 서보동기신호와 인덱스정보 및 그레이코드가 한쌍의 자화패턴을 갖도록 기록된 서보섹터를 갖는 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 있어서: 상기 서보섹터에 기록된 서보동기신호와 인덱스정보 및 그레이코드가 데이타의 유무에 따라 각각 자화패턴 및 자화되지 않은 비자화패턴 중 어느 하나의 패턴만을 갖도록 하였다.

Description

하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법
본 발명은 하드디스크드라이브(hard disc driver: HDD)의 기록용량 확장방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴퓨터의 보조기억장치로 사용되는 하드디스크드라이브에 있어서, 하드디스크내의 서보섹터에 기록된 서보동기(servo sync)신호와 인덱스(index)정보 및 그레이코드(gray code)의 형태를 변경하여 기록함으로써, 하드디스크의 기록용량을 확장한 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 관한 것이다.
하드디스크드라이브의 용량을 확장하는 방법은 하드디스크의 기록밀도, 서보정보 및 독출/기록방법의 변경방식등 여러가지 기술로 실현될 수 있다. 이중, 서보정보의 변경방식을 이용함으로써, 주어진 하드디스크의 용량에서 사용자가 정보영역을 확장하고자 하는 것으로, 주로 서보제어의 기술에 의하여 이루어진다.
일반적으로 하드디스크상에는 복수개로 분할된 데이타섹터 및 서보섹터가 구비되어 있고, 서보섹터에는 하드디스크의 외부에서 내부로 소정서보정보가 기록되어 있다. 이때, 서보섹터는 서보동기(servo sync), 서보어드레스마크(servo address mark: SAM), 인덱스(index)정보, 그레이코드(gray code), 버스트(burst)신호 A, B, C, D 및 여유구간인 패드(pad)로 구성되어 있다.
서보동기는 시스템클럭(system clock)과 서보섹터의 동기를 일치시키기 위하여 서보섹터가 시작되는 지점에 기록되어 있다. 또한, 서보어드레스마크는 서보섹터내의 형태 중 유일형태를 가지며, 서보어드레스마크가 검출되면 퍼스널 컴퓨터등에 내장된 마이크로컨트롤러는 기준 펄스를 생성하여 서보제어에 필요한 신호가 발생되도록 한다. 또한, 인덱스정보는 하나의 회전구간내에서 하나의 펄스가 생성되도록 하기 위하여 지정한 형태이다. 한편, 버스트신호 A, B, C, D는 서보제어를 수행하는데 있어서 액츄에이터가 각기 지정한 하드디스크의 목표트랙 중심에 위치할 수 있도록 트랙추종(track following)을 수행하기 위한 버스트신호 C, D, 및 하드디스크상의 목표트랙으로 트랙탐색(track seek)을 수행하기 위한 버스트신호 A, B로 구성되어 있다. 물론, 여기서 목표트랙으로 트랙추종을 한 후 미세조정시에는 버스트신호 A, B, C, D를 모두 사용할 수 있다. 그리고, 패드는 다음에 기록되는 데이타섹터를 구분하기 위한 여유구간이다.
그런데, 통상적으로 서보제어에 사용되는 정보 중 서보동기신호는 시스템클럭과 동기를 일치시키는데 사용하는 것이며, 서보섹터에 기록된 정보는 모두 다이펄스(dipulse)방식으로 기록되어 있다. 이것은 하나의 정보를 나타내는 구간내에 +1의 펄스와 -1의 펄스가 동시에 존재하는 것을 말한다. 즉, 이러한 다이펄스방식에 따르면, 서보정보를 검출하여 부호화한 부호독출데이타(encoded read data: ERD)에는 항상 두개의 펄스신호가 검출된다.
즉, 제 1 도에 도시된 바와 같이, 2비트의 인덱스정보와, 13비트의 그레이코드, 및 각각의 인덱스정보 및 그레이코드사이에 동기신호가 기록된 서보섹터의 경우, 기록정보에 대응하는 펄스신호는 +1과 -1이 동시에 발생되거나 혹은 그라운드레벨을 유지하는 상태로 나타난다. 다시 말해서, 정보가 기록된 부분에서 검출되는 펄스신호는 다이펄스가 나타나고, 정보가 기록되지 않은 부분에서 검출되는 펄스신호는 그라운드레벨이 나타난다. 이에 따라, 부호독출데이타는 정보가 기록된 부분에서는 두개의 '하이'펄스가 검출되고, 정보가 기록되지 않은 부분에서는 펄스신호가 검출되지 않는다.
또한, 하드디스크상의 자화상태를 보면, 제 2 도에 도시된 바와 같이, 정보가 기록된 부분에서는 2비트가 자화되어 있고, 정보가 기록되지 않은 부분에서는 2비트가 자화되지 않은 상태를 유지하게 된다.
결국, 하드디스크상에 소정정보를 기록함에 있어, 하나의 정보에는 항상 2비트의 기록영역이 할당된다.
따라서, 본 발명은 전술한 하드디스크드라이브의 기능을 진일보시킨 것으로서, 본 발명의 목적은 하드디스크에 할당된 서보섹터의 정보기록상태를 변경함으로써, 하드디스크의 기록용량을 확장하도록 한 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징은, 하드디스크에 할당된 서보섹터의 정보기록상태를 변경함으로써, 정보탐색에 소요되는 시간을 감소시켜 하드디스크드라이버의 고속화를 실현한 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법을 제공함에 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 서보동기신호와인덱스정보 및 그레이코드가 한쌍의 자화패턴을 갖도록 기록된 서보섹터를 갖는 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 있어서: 상기 서보섹터에 기록된 서보동기신호와 인덱스정보 및 그레이코드가 데이타의 유무에 따라 각각 자화패턴 및 자화되지 않은 비자화패턴 중 어느 하나의 패턴만을 갖도록 한 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 있다.
전술한 본 발명의 특징에 있어서, 전술한 자화패턴은, 하나의 포지티브펄스 또는 하나의 네가티브펄스 중 어느 하나의 펄스만으로 기록할 수도 있고, 하나의 포지티브펄스와 하나의 네가티브펄스를 순차적으로 번갈아 기록할 수도 있다.
또한, 서보동기신호를 하나의 펄스로 기록하고, 서보동기신호 이후에 기록된 인덱스정보 및 그레이코드에 데이타가 존재하면 포지티브펄스 또는 네가티브펄스 중 어느 하나의 펄스를 기록하고, 서보동기신호 이후에 기록된 인덱스정보 및 그레이코드에 데이타가 존재하지 않으면 무펄스를 기록하도록 할 수도 있다.
또한, 서보동기신호를 하나의 펄스로 기록하고, 서보동기신호 이후에 기록된 인덱스정보 및 그레이코드에 데이타가 존재하면 포지티브펄스와 네가티브펄스를 번갈아 기록하고, 서보동기신호 이후에 기록된 인덱스정보 및 그레이코드에 데이타가 존재하지 않으면 무펄스를 기록하도록 할 수도 있다.
이하, 본 발명에 의한 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 3 도에는 본 발명에 의해 하드디스크에 기록된 서보정보형태를 나타내는 도면이 도시되어 있고, 제 4 도에는 제 3 도에 도시된 서보정보에 따른 하드디스크의 자화패턴을 나타내는 도면이 도시되어 있다.
제 3 도와 제 4도를 참조하여 서보섹터의 기록방식을 설명한다.
제 3 도에 도시된 바와 같이, 서보어드레스마크 이후에는 동기펄스와 데이타펄스가 연속적으로 반복 기록되어 있다. 여기서, 데이타펄스는 총 15개가 기록되어 있는데, 이중 제1 및 제2 데이타펄스는 인덱스정보-1 및 0을 나타내는 2비트의 데이타정보에 해당하고, 제3 데이타펄스부터 제15 데이타펄스까지는 그레이코드-12비트로부터 그레이코드-0비트까지를 나타낸다.
이때, 동기신호는 다이펄스방식에 비하여 반펄스만이 존재하며, 나머지 반펄스에 해당하는 부분은 데이타의 존재여부를 판단한다. 즉, 데이타정보가 존재하면 서보동기정보의 나머지 반펄스는 +1 또는 -1의 펄스를 나타내고, 데이타정보가 존재하지 않으면 서보동기정보의 나머지 반펄스는 0의 펄스를 나타낸다. 이것은 펄스위치에 따라 데이타를 저장하는 방식으로, 반펄스를 동기정보로 이용하고, 나머지 반펄스의 존재유무에 따라 데이타정보가 존재하는가를 체크하도록 한 방식이다. 이에 따라, 하드디스크의 기록용량을 확장된다.
이러한 방식에 따라 서보정보가 하드디스크에 기록된 상태를 보면, 제 4 도와 같다. 제 4 도에 도시된 바와 같이, 동기정보는 항상 일정한 위치에 기록되어 있으며, 데이타정보가 트랙이 변함에 따라 다르게 기록되어 있는 것을 보여주고 있다. 즉, 인덱스정보 및 그레이코드가 기록된 비트수를 감소시킬 수 있게 때문에 하드디스크의 전체용량을 확장하거나 트랙탐색(track seek)의 소요시간을 단축할 수 있게 되는 것이다.
한편, 전술한 제 3 도 및 제 4 도의 기록방식에 따라 기록된 정보를 독출하는 과정에 대하여 제 5 도 및 제 6 도를 참조하여 설명한다.
제 5 도에는 본 발명에 적용된 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 의해 하드디스크에 기록된 정보를 독출하기 위한 하드디스크드라이브의 개략적 블럭도가 도시되어 있다.
제 5 도 및 제 6 도를 보면, 부호독출데이타(ERD)발생부(1)는 독출/기록채널(도시되지 않았음)로부터 인가되는 정보를 이용하여 부호독출데이타를 발생한 후, 서보어드레스마크발생부(2)에 공급한다. 부호독출데이타발생부(1)로부터 부호독출데이타를 인가받은 서보어드레스마크발생부(2)는 서보어드레스마크를 나타내는 한쌍의 부호독출데이타가 연속적으로 검출되는가를 체크하여, 한쌍의 부호독출데이타가 연속적으로 검출되면 서보어드레스마크펄스를 발생한다. 서보어드레스마크발생부(2)로부터 발생된 서보어드레스마크펄스는 인에이블부(3)에 공급되어 인덱스정보 및 그레이코드를 인에이블(enable)시킨다.
인덱스정보 및 그레이코드가 인에이블됨에 따라 동기포획창(sync capture window)발생부(4)는 부호독출데이타발생부(1)에서 발생된 부호독출데이타 중 동기펄스만을 검출할 수 있도록 동기펄스를 포함하는 소정크기의 포획창을 생성한다. 이에 따라, 부호독출데이타 중 동기신호만이 검출되어, 독출정보가 시스템클럭과 동기된다.
복수개의 데이타창발생부(5∼9)는 부호독출데이타발생부(1)에서 발생된 부호독출데이타 중 데이타펄스만을 검출할 수 있도록 데이타펄스의 이전에 위치한 동기펄스의 시작부분으로부터 데이타펄스의 다음에 위치한 동기펄스의 시작부분까지의 주기를 갖는 데이타창을 발생시킨다. 이에 따라, 부호독출신호 중 각각의 데이타펄스만이 검출되어 데이타의 유무가 판정된다. 이렇게 판정된 데이타펄스의 유무는 그레이/2진화변환부(10)에 의해 2진수로 변환되어 그레이코드 및 동기계수기(11)에 공급되어 그레이코드의 동기신호가 카운팅되고, 카운팅된 동기신호값을 인에이블부(3)에 인가한다. 인에이블부(3)는 그레이코드 및 동기계수기(11)에 의해 카운팅된 값을 인가받아 해당동기신호의 카운팅값이 서보섹터의 총동기신호값과 동일한가를 판단한 후, 동일하다고 판단되면, 인에이블상태를 해제시킨다.
결국, 전술한 바와 같이 본 발명에 의한 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 따르면, 다이펄스방식으로 기록된 서보동기와 인덱스 정보 및 그레이코드를 반펄스만으로 기록하도록 함으로써, 서보섹터의 기록용량이 감소되어, 결과적으로 사용자 정보영역(데이타영역)의 용량을 확장할 수 있게 되므로, 고용량의 하드디스크드라이브를 실현할 수 있는 이점이 있다.
또한, 반펄스만으로 동기신호와 인덱스정보 및 그레이코드를 분석하도록 함으로써, 서보섹터에 기록된 정보를 분석하는데 소요되는 시간이 절반으로 감소하게 되어, 고속화의 하드디스크드라이브를 실현할 수 있는 이점이 있다.
제 1 도는 기존의 하드디스크에 기록된 서보정보형태를 나타내는 도면,
제 2 도는 제 1 도에 도시된 서보정보에 따른 하드디스크의 자화패턴을 나타내는 도면,
제 3 도는 본 발명에 의해 하드디스크에 기록된 서보정보형태를 나타내는 도면,
제 4 도는 제 3 도에 도시된 서보정보에 따른 하드디스크의 자화패턴을 나타내는 도면,
제 5 도는 본 발명에 적용된 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 의해 하드디스크에 기록된 정보를 독출하기 위한 하드디스크드라이브의 개략적 블럭도,
제 6 도는 제 5 도에 도시된 윈도우생성회로의 출력파형도이다.
* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명
1: 부호독출데이타발생부
2: 서보어드레스마크발생부
3: 인에이블부
4: 동기포획창발생부
5∼9: 데이타창발생부
10: 그레이코드/2진화변환부
11: 그레이코드 및 동기계수기

Claims (5)

  1. 서보동기신호와 인덱스정보 및 그레이코드가 한쌍의 자화패턴을 갖도록 기록된 서보섹터를 갖는 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법에 있어서:
    상기 서보섹터에 기록된 서보동기신호와 인덱스정보 및 그레이코드가 데이타의 유무에 따라 각각 자화패턴 및 자화되지 않은 비자화패턴 중 어느 하나의 패턴만을 갖도록 한 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자화패턴은,
    하나의 포지티브펄스 또는 하나의 네가티브펄스 중 어느 하나의 펄스만으로 기록됨을 특징으로 하는 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 자화패턴은,
    하나의 포지티브펄스와 하나의 네가티브펄스가 순차적으로 번갈아 기록됨을 특징으로 하는 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 서보동기신호를 하나의 펄스로 기록하고, 상기 서보동기신호 이후에 기록된 인덱스정보 및 그레이코드에 데이타가 존재하면 포지티브펄스 또는 네가티브펄스 중 어느 하나의 펄스를 기록하고, 상기 서보동기신호 이후에 기록된 인덱스정보 및 그레이코드에 데이타가 존재하지 않으면 무펄스를 기록하도록 한 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서보동기신호를 하나의 펄스로 기록하고, 상기 서보동기신호 이후에 기록된 인덱스정보 및 그레이코드에 데이타가 존재하면 포지티브펄스와 네가티브펄스를 번갈아 기록하고, 상기 서보동기신호 이후에 기록된 인덱스정보 및 그레이코드에 데이타가 존재하지 않으면 무펄스를 기록하도록 한 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브의 기록용량 확장방법.
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