KR100400533B1 - 온도 종속 디스크 드라이브의 파라미터적 구성 - Google Patents

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시게이트 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

온도 종속 파라미터적 구성을 통해 디스크 드라이브[100]의 동작 성능을 최적화하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 상기 디스크 드라이브는 동작 온도를 지시하는 온도 센서[160], 성능을 최적화하기 위하여 온도 종속 파라미터들을 사용하는 회로부[152,156], 및 다수의 동작 온도 범위 및 각 범위에 대한 파라미터들의 상응하는 세트를 식별하는 파라미터적 구성회로[142]를 포함한다. 디스크 드라이브[202]의 초기화와 동시에, 상기 파라미터적 구성 회로는 온도[204]를 측정하고, 적절한 세트의 파라미터들[206]을 로딩(loading)한다. 그래서, 파라미터적 구성 회로는 일련의 지연들[212,220]을 초기화하고 각 지연후 드라이브[219,222]의 온도를 측정한다. 측정된 온도가 상기 드라이브가 새로운 동작 온도 범위로 전환된 것을 지시할 때, 상기 새로운 동작 온도 범위에 상응하는 세트의 파라미터들은 로딩된다[218,226].

Description

온도 종속 디스크 드라이브의 파라미터적 구성{TEMPERATURE DEPENDENT DISC DRIVE PARAMETRIC CONFIGURATION}
하드 디스크 드라이브는 컴퓨터 시스템의 사용자가 방대한 양의 데이터를 빠르고 효율적인 방식으로 저장하고 검색할 수 있도록 한다. 전형적인 디스크 드라이브에서, 상기 데이터는 1 이상의 디스크상에 자기적으로 저장되는데, 상기 디스크들은 디스크의 표면에 인접하여 활주하는 다수의 판독/기록 헤드들을 가지는 회전 액추에이터 어셈블리에 의해 액세스되며 일정한 빠른 속도로 회전한다.
상기 헤드들의 위치는 폐루프, 디지털 서보 회로에 의해 제어된다. 전증폭부 및 드라이버 회로는 기록 동작 동안 디스크를 자화시키기 위해 헤드에 의해 사용되는 기록 전류를 발생시키고, 판독 동작 동안 헤드에 의해 탐지된 판독 신호를 증폭시킨다. 기록/판독 채널 및 인터페이스 회로는 상기 전증폭부 및 드라이브에 연결되어 디스크 드라이브가 설치되는 호스트 컴퓨터 및 디스크들 사이에서 데이터를 전달한다.
디스크 드라이브 제조업자는, 전증폭부 및 드라이버 회로, 서보 회로 및 판독/기록 채널과 같은 다양한 디스크 드라이브 회로의 동작에 영향을 미치는 파라미터들의 셋팅을 통해 제조 과정동안 개별적으로 최적화된 다수의 명칭상 동일한 드라이브를 생산한다. 상기와 같은 파라미터들은 공지되어 있으며, 전형적으로 기록 전류, 기록 전치보상(precompensation), 서보 이득, 데이터 및 서보 레벨 탐지 임계치, 횡단 이퀄라이저 탭 가중치(transversal equalizer tap weights), 적응 필터링 파라미터들 및 자기-저항(magneto-resistive;MR) 헤드를 사용하는 디스크 드라이브에서의 판독 바이어스 전류를 포함한다. 데이터가 저장되는 디스크의 반경, 잡음 레벨들, 전기적 및 기계적 오프셋 및 드라이브의 동작에 일반적으로 영향을 미치는 모든 것들에 대해 발생하는 데이터 전달 속도의 변화를 디스크 드라이브가 적응하도록 상기 파라미터들이 사용된다.
따라서, 상기 파라미터들은 디스크 드라이브 동작동안 최초 값으로 셋팅된 후 사전 정의된 용인 기준(예를 들면, 측정된 판독 에러 속도)을 사용하여 최적화된다. 디스크 드라이브들은 연속적으로 디스크 성능을 모니터링하는 능력 및 성능의 최적 레벨을 유지하도록 동작 동안 소정의 파라미터들을 적합하게 조절하는 능력을 더 가지기도 한다.
디스크 드라이브 성능에 가장 영향을 많이 미치는 변수들중 하나는 온도이다. 디스크 드라이브들은 디스크 및 액추에이터 어셈블리를 회전시키기 위하여 모터를 포함하는 복잡한 전기-기계적 장치들이다. 상기와 같은 모터들이 효율적으로 동작하도록 설계되지만, 디스크 드라이브가 긴 시간동안 동작함에 따라 열이 발생하고 이것은 드라이브의 동작 온도를 상승시킨다. 디스크 드라이브는 온도의 변화에 영향을 받는 동작 특성을 가지는 1 이상의 프로세서 및 관련 집적 회로를 포함한다.
디스크 드라이브와 같은 자기 기록 장치들의 온도의 변화를 보상하기 위한 많은 시도들이 있어 왔다. 예를 들면, Gabor 의 1973년 3월 27일 공고된 미국 특허 제 3,723,980호 "TEMPERATURE COMPENSATION SYSTEM FOR A MAGNETIC DISK MEMORY UNIT"는 일정한 온도를 유지하려는 시도를 통해, 그리고 드라이브내의 유사한 위치에 유사한 물질을 사용함으로써 온도의 변화를 보상한다. Van Doorn 등의 1995년 4월 18일 공고된 미국 특허 제 5,408,365호 "RECORDING DEVICE WITH TEMPERATURE-DEPENDENT WRITE CURRENT CONTROL" 은 매체의 온도를 모니터링하는데 기록 테이프 매체와 접촉하는 자기-저항 헤드 엘리먼트가 사용되어 기록 전류 크기를 조절할 수 있는 자기 테이프 장치를 개시하고 있다. Aranovsky 의 1996년 8월 27일 에 공고된 미국 특허 제 5,550,502호 "CONTROL CIRCUIT AND METHOD FOR THIN FILM HEAD WRITE DRIVER"는 장치의 동작동안 온도 및 과정의 변화를 적응하기 위하여 충분한 범위의 입력 전압 레벨을 제공하는 자기 저장 장치의 기록 드라이브 제어 회로를 개시한다. Van Doorn 등의 1995년 10월 3일 공고된 미국 특허 제 5,455,717호 "RECORDING DEVICE WITH TEMPERATURE-DEPENDENT WRITE-CURRENT CONTROL"은 드라이브내의 온도 변화에 따라 기록 전류의 크기를 조절하는 보상 회로를 개시하고 있다.
동작 가능하지만, 상기 종래 기술들은 기록 전류 레벨의 최적화에 제한되고 다른 온도 민감 파라미타들의 최적화에는 용이하게 적응되지 않는다. 더욱이, 상기 종래 기술들은, 연속적으로 드라이브의 온도를 모니터링하여 기록 전류를 그에 따라 조절하는 부가적인 회로의 구현을 통해 기록 전류 최적화를 달성하지만, 일반적으로 드라이브의 비용 및 복잡성을 증가시킨다.
따라서, 넓은 범위의 온도-종속 디스크 드라이브 파라미터들에 대해 디스크 드라이브의 온도의 변화에 따라 디스크 드라이브 성능이 용이하게 최적화될 수 있는 것에 대한 계속적인 요구가 당업계에 있어 왔다.
본 발명은 디스크 드라이브 저장 장치에 관한 것이다. 특히 드라이브의 온도에 관하여 디스크 드라이브의 파라미터적인 구성에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 드라이브의 평면도이다.
도 2 는 상기 디스크 드라이브가 설치된 호스트 컴퓨터에 연결된 도 1 의 디스크 드라이브의 블록 다이어그램이다.
도 3 은 도 2 의 DRAM 및 플래시(flash) 메로리 장치내에 저장된 프로그래밍 및 정보와 함께 도 2 의 제어 처리부에 의해 수행되는 온도 종속 파라미터적 구성 루틴의 흐름도이다.
본 발명은 온도 종속 파라미터적 구성을 통해 디스크 드라이브의 동작 성능을 최적화하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 따라, 디스크 드라이브는 디스크 드라이브의 동작 온도를 지시하는 온도 센서 및 디스크 드라이브에 의해 사용되기 위해 선택된 파라미터들을 식별하는 온도 센서에 반응하는 파라미터적 구성 회로를 제공하여 디스크 드라이브 성능을 최적화한다. 상기 파라미터들은 다수의 사전 지정된 동작 온도 범위에 따라 다수의 파라미터 세트들로서 배열된다.
상기 파라미터적 구성 회로는 디스크 드라이브의 동작 온도를 주기적으로 측정하고, 상기 측정된 동작 온도가 해당하는 동작 온도 범위를 식별하며, 상기 식별된 동작 온도 범위에 상응하는 파라미터 세트를 구현한다.
바람직하게, 파라미터적 구성 회로는 디스크 드라이브의 동작을 제어하는데 사용되는 제어 처리부를 포함한다. 상기 파라미터들은, 헤드 전증폭부 및 드라이버 회로, 판독/기록 채널, 및 서보 제어 회로들과 같이 다양한 디스크 드라이브 회로의 성능을 최적화하기 위하여 디스크 드라이브에 사용되는 많은 통상적인 파라미터들일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 파라미터들은 기록 전류, 기록전 보상, 판독 바이어스 전류, 서보 이득, 데이터 및 서보 탐색 임계치, 적응 필터 레벨 및 횡단 이퀄라이저 탭 가중치들을 포함한다.
본 발명의 장점 및 상기 다양한 특징은 도면과 관련된 하기의 설명을 통해 명백해 질 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예의 동작에 대한 설명에 앞서, 본 발명이 적용될 수 있는 디스크 드라이브 저장 장치를 먼저 간략하게 설명하는 것이 도움이 될 것이다. 도 1 은 디스크 드라이브[100]의 다양한 구성요소들이 설치된 바닥판(base deck)[102]을 가지는 디스크 드라이브[100]의 평면도이다. 상부 커버(파쇄되어 도시)[104]는 바닥판과 함께 통상적인 방법으로 디스크 드라이브에 대한 제어된 내부 하우징을 형성한다.
스핀들 모터[106]는 일정한 높은 속도로 1 이상의 디스크[108]을 회전시키기 위하여 제공된다. 사용자 데이터는 디스크[108]의 트랙들(미지정)에 액추에이터 어셈블리[110]를 사용하여 기록되고 판독되는데, 상기 액추에이터 어셈블리는 디스크[108]에 인접하여 설치된 베어링 샤프트 어셈블리[112]에 대해 회전한다. 상기 액추에이터 어셈블리[110]는 다수의 액추에이터 암[114]을 포함하는데 상기 암들은 암들[114]에서 연장된 1 이상의 굽힘부(flexure)[116]를 가짐으로써 디스크[108]에 대해 연장되어 있다. 상기 굽힘부의 각 단부에 설치된 헤드[118]는 디스크 드라이브[100]의 동작동안 관련된 디스크[108]의 상응하는 표면에 가깝게 활주하도록 지정된 슬라이더 어셈블리(번호 미지정)를 포함한다.
상기 디스크 드라이브[110]가 사용되지 않을 때, 상기 헤드[118]는 상기 디스크[108]의 내부 반경에 가까운 착륙 지역[120]에 놓이고 상기 액추에이터 어셈블리[110]는 통상적인 래치 구조[122]를 사용하여 고정된다.
헤드[118]의 원주상의 위치는 음성 코일 모터(voice coil motor;VCM)[124]를 사용하여 제어되는데 상기 모터는, 상기 액추에이터 어셈블리[110]에 부착된 코일[126],및 상기 코일[126]이 영향을 받는 자기장을 생성하는 영구 자석[128]을 포함한다. 제 2 자기 선속 경로는 상기 영구 자석[128]위에 배치되지만, 간략한 도시를 위해 생략되었다. 상기 코일[126]에 대한 제어된 전류를 인가하면 영구 자석[128]과 코일[126] 사이의 자기적 인력이 생성되어 코일[126]이 공지된 로렌츠(Lorentz) 관계에 의해 움직이게 된다. 코일[126]이 움직임에 따라, 액추에이터 어셈블리[110]는 베어링 샤프트 어셈블리[112]에 대해 피벗회전(pivot)하고, 헤드[118]는 디스크[108]의 표면을 횡단하여 움직이게 된다.
굽힘 어셈블리(flex assembly)[130]는 동작동안 액추에이터 어셈블리[110]의 피벗 이동을 허용하면서 액추에이터 어셈블리[110]를 위한 필수적인 전기 연결 경로를 제공한다. 상기 굽힘 어셈블리[130]는 헤드 전선(미도시)이 연결된 인쇄 회로 기판[132]을 포함하는데, 상기 헤드 전선은 액추에이터 암[114] 및 굽힘부[116]를 따라 헤드[118]까지 연결된다. 상기 인쇄 회로 기판[132]은 일반적으로 헤드[118]에 인가된 기록 전류를 기록 동작 동안 제어하고 판독 동작동안 헤드[118]에 의해 발생된 판독 신호를 증폭하기 위한 회로를 포함한다. 상기 굽힘 어셈블리는, 바닥판[102]을 통하여 디스크 드라이브[100]의 바닥쪽에 설치된 디스크 드라이브 인쇄 회로 기판(미도시)까지의 통신을 위하여 굽힘 브래킷(bracket)[134]에서 종료된다.
도 2 를 보면, 도 1 의 디스크 드라이브의 기능적인 블록 다이어그램이 도시되어 있는데, 디스크 드라이브 인쇄 회로 기판에 상주하고 디스크 드라이브[100]의 동작을 제어하기 위해 사용되는 주 기능 회로가 도시되어 있다.
도 2 의 디스크 드라이브[100]는 호스트 컴퓨터[140]에 연결되어 있는데, 상기 호스트 컴퓨터에 있어서, 상기 디스크 드라이브[100]는 통상적인 방식으로 설치된다. 디스크 드라이브 제어 처리부[142]는 디스크 드라이브[100]의 동작의 최상위 레벨의 제어를 제공한다. 제어 처리부에 의해 사용된 프로그래밍 및 정보는 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 장치[144] 및 플래시 메모리 장치[146]을 포함하는 휘발성 및 비휘발성 메모리 장치로 공급된다. 그러나, 메모리 장치 구조는 적용예들의 요구 사항에 따라 변경될 수 있다. DRAM[144]의 내용은 디스크 드라이브[100]의 동작 동안에, 예를 들면 전원을 켰을 때 주기적으로 로드된다.
인터페이스 회로[150]는 호스트 컴퓨터[140], 디스크 [108], 및 데이터 전달 동작동안 디스크 드라이브[100]의 동작을 지시하는 시퀀서(sequencer, 미도시) 사이의 데이터의 일시적인 버퍼링(buffering)을 위한 데이터 버퍼(미도시)를 포함한다. 일반적으로, 데이터 기록 동작 동안, 판독/기록 채널[152]은 데이터를 인코딩하여 디스크[108]에 실행-길이 제한(run-length limited;RLL) 및 오류 정정 코드(error correction code;ECC)와 함께 기록 되도록 하고, 선택적으로 디스크[108]을 자화시키기 위하여 인코딩된 데이터에 따른 판독 전류들은 전증폭부/드라이버 회로(preamp/driver circuit)[154]("전증폭부")에 의해 헤드[118]에 인가된다.
데이터 판독 동작 동안, 상기 전증폭부[154]는 판독 바이어스 전류를 헤드[118]에 인가하고 헤드[118]의 자기-저항에 걸리는 전압을 모니터링하는데, 상기 자기 저항은 상기 디스크[108]의 선택적인 자화에 따라 변화한다. 호스트 컴퓨터[140]에 대한 후속 전달을 위해, 저장된 데이터를 디코드하고 인터페이스 회로[150]의 버퍼에 동일한 데이터를 제공하는 판독/기록 채널[152]에 판독 신호를 제공하기 위하여, 상기 전압은 전증폭부[154]에 의해 전증폭된다. 참고로, 디스크 드라이브 판독 및 기록 동작은 본 발명의 출원인에게 양도된 1994년 1월 4일 공고된 Shaver, Jr. 등의 미국 특허 제 5,276,662호 "DISC DRIVE WITH IMPROVED DATA TRANSFER MANAGEMENT APPARATUS"에 자세히 기술되어 있다.
서보 회로[156]는 헤드[118]에 의해 판독되고 전증폭 드라이버[154]를 지나 서보 회로[156]에 제공되는 서보 정보를 통해 헤드[118]의 위치를 제어한다. 상기 서보 정보는 디스크[108]상의 선택된 트랙에 대한 헤드[118]의 상대적인 위치를 표시한다. 서보 정보에 대한 응답으로, 디지털 신호 처리부(미도시)는 소망의 관계로 헤드[118]의 위치를 조절하기 위하여 코일[126]에 대한 전류의 인가를 조절한다. [154]와 같은 폐루프 디지털 서보 시스템의 구성 및 동작은 본 발명의 출원인에게 양도된 Duffy 등의 1993년 11월 16일 공고된 미국 특허 제 5,262,907호 "HARD DISC DRIVE WITH IMPROVED SERVO SYSTEM" 에 논의된다.
스핀들 회로[158]는 스핀들 모터[106]의 역 기전력(back electromagnetic force;bemf) 정류를 통해 디스크[108]의 회전을 제어하도록 제공된다. 전형적인 스핀들 회로에 대한 추가적인 설명은, 본 발명의 출원인에게 양도된 Dinsmore 의 1997년 5월 20일 공고된 미국 특허 제 5,631,999호 "ADAPTIVE COMPENSATION FOR HARD DISC DRIVE SPINDLE MOTOR MANUFACTURING TOLERANCES"을 참조하기 바란다.
도 3 을 계속하여 살펴보면, 온도 센서[160]는 디스크 드라이브[100]의 온도를 측정하기 위해 제공된다. 상기 온도센서는 도 2 에 도시된 다른 디스크 드라이브 전자 장치들을 감싸는 디스크 드라이브 인쇄 회로 기판(미도시)과 같은 다른 곳에 설치될 수도 있지만, 상기 온도 센서는 헤드[118]에 가깝게 디스크 드라이브 [100]의 내부에 바람직하게 설치된다. 온도 센서[160]의 출력은 아날로그 온도 신호로 아날로그-디지털 변환부[162]에 의해 디지털로 변환되어, 상기 제어 처리부[142]가 디스크 드라이브[100]의 온도를 지시하는 디지털 값을 얻을 수 있게한다.
바람직한 실시예에서, 제어 처리부[142]는 3 개의 다른 동작 온도 범위(차가움, 대기 온도(ambient), 및 뜨거움)에 따른 3 개의 파라미터 세트를 최초에 작성한다. 차가움은 15 도 미만의 온도로 정의된다. 대기 온도는 15 도 이상 및 45 도 이하의 온도로 정의되고, 뜨거움은 45 도 초과의 온도로 정의된다. 다른 온도 범위들은 필요에 따라 용이하게 정의되어 사용될 수 있다.
각 파라미터 세트는 판독/기록 채널[152] 및 서보 회로[156]에 의해 사용된 선택된 파라미터들에 대한 값들을 포함한다. 상기 값들은, 디스크 드라이브[100]가 극단의 온도 범위 이상의 챔버에서 동작하는 동적 연소(dynamic burn-in;DBI)동안 바람직하게 최적화된다. 한 접근법으로, 상기 파라미터들은 상기 디스크 드라이브[100]가 상기 각 정의된 범위내에 동작할 때 선택된다. 이와는 달리, 명목상 동일한 디스크 드라이브[100]의 집단이 선택되고 평가되어 일련의 델타 값들이 만들어지는데 상기 값들 각각은 상기 디스크 드라이브가 선택된 대기 온도(예를 들면 20도)에서 동작시 얻어진 명목상의 값들에 관계된 파라미터적인 변화를 지시한다. 그에 따라, 대기 온도 범위에서 사용되기 위한 기준 파라미터적 값들을 만들어 내기 위하여 각 디스크 드라이브[100]는 대기 온도에서 동작하고, 상기 델타-값들은 상기 기준 파라미터적 값들에 부가되어 차가움 및 뜨거움 온도 범위에 대한 파라미터 세트를 만들어낸다.
바람직한 실시예에 따라 최적화되고 사용된 바람직한 파라미터들은 하기의 표 1 에 도시되어 있다.
파라미터 차가움T < 15℃ 대기 온도15℃ ≤ T ≤45℃ 뜨거움T > 45℃
기록 전류 IW1 IW2 IW3
기록전 보상 PC1 PC2 PC3
판독 바이어스 전류 IR1 IR2 IR3
서보 이득 KP1 KP2 KP3
데이터 임계치 TP1 TP2 TP3
서보 임계치 TS1 TS2 TS3
적응 필터 F1 F2 F3
탭 가중치 WT1 WT2 WT3
MR 비대칭 MR1 MR2 MR3
VGA 이득 KVGA1 KVGA2 KVGA3
서보 대역폭 BS1 BS2 BS3
표 1 의 파라미터들은 공지되어 있으며 일반적으로 현재의 디스크 드라이브에 사용되고 있다. 또한 상기 파라미터들은 도시의 목적으로만 사용된 것이므로 본 발명은 상기 특정 파라미터들에 한정되지 않는다. 명확성을 위하여, 상기 각 파라미터들은 하기와 같이 간략하게 기술될 것이다.
기록 전류를 먼저 기술하면, 상기 파라미터는 기록 동작동안 헤드[118]의 기록 엘리먼트를 통해 통과한 전류의 크기이다. 디스크 드라이브[100]는 본 발명의 출원인에게 양도된 Bremmer 등의 1989 년 1 월 17일자 공고된 미국 특허 제 4,799,102호 "METHOD AND APPARATUS FOR RECORDING DATA"와 같은 지역 기반 기록(zone based recording; ZBR)을 사용하는 것으로 가정하면, 다른 기록 전류가 디스크[108]의 트랙의 각 지역에 대해 선택된다(각 지역은 동일한 갯수의 트랙당 데이터 섹터를 가진다). 더욱이, 기록 전류는 본 발명의 출원인에게 양도된 Kassab의 1997 년 11 월 11일자 공고된 미국 특허 제 5,687,036호 "SELECTION OF OPTIMUM WRITE CURRENT IN A DISC DRIVE TO MINIMIZE THE OCCURRENCE OF REPEATABLE READ ERRORS" 에 기술되어 있는 바와 같이 각 헤드/디스크 조합에 대해 일반적으로 최적화된다.
따라서, 표 1 에서의 IW1는 디스크 드라이브[100]의 온도 T 가 15℃미만(온도 센서[160]에 의해 측정)일 때 각 지역들에 대한 각 헤드의 기록 전류 값들의 세트를 기술한다. 유사하게 IW2는 15℃ ≤T ≤45℃ 의 범위에서 디스크 드라이브[100]의 동작에 대한 기록 전류 값의 제 2 세트를 기술하고, IW3는 45℃ 초과의 온도 T 에서의 디스크 드라이브의 동작에 대한 기록 전류 값의 제 3 세트를 기술한다. 유사한 용어들은 나열된 각 파라미터들에 대해 표 1 에 나타나 있다.
표 1 의 다음 파라미터, 기록전 보상("Prewrite Comp.")은 판독 동작동안 선속 변화에 따른 탐지시 인지된 타이밍 편이(shift)를 최소화하기 위하여, 디스크[108]에 대한 각각의 선속 변화의 기록에 적용된 타이밍 조절이다. 참고로, 기록전 보상은 본 발명의 출원인에게 양도된 Holsinger 의 1991 년 9월 10일 공고된 미국 특허 제 5,047,876호 "ADAPTIVE PREWRITE COMPENSATION APPARATUS"에 자세히 기술되어 있다.
서보 이득은 서보 회로[156]의 전체 이득이며, 서보 루프의 최적의 성능을 유지하기 위하여 디스크 드라이브[100]의 동작동안 일반적으로 조절된다. 서보 이득 조절은 예를 들면 Hashimoto 의 1990 년 10월 23 일 공고된 미국 특허 제 4,965,501호 "SERVO CIRCUIT"에 자세히 기술되어 있다. 데이터 및 임계치는 디스크[108]의 트랙들상의 데이터 및 서보 필드들에서의 제어 정보 및 데이터를 디코딩하는데 사용되는 통상의 재판독 신호 탐지 레벨들이다. 적응 필터 파라미터는 판독/기록 채널[152]의 판독 채널 부분에 의해 인가된 필터링을 제어하기 위하여 사용된 입력들을 포함한다. 탭 가중치 파라미터는 부분 응답 최대 개연성 탐지(partial response maximum likelihood;PRML) 기술을 적용한 판독 채널내에 공통적으로 사용된 횡단 이퀄라이저(transversal equalizer)에 의해 사용된 탭 가중치를 포함한다. MR 비대칭 보상은 재판독(readback) 신호의 양과 음의 피크에서의 비대칭을 감소시키기 위하여 자기-저항(MR) 헤드에서의 재판독 신호에 적용되는 보상이다. VGA 이득 및 서보 대역폭 값은 가변 이득 증폭부의 이득 및 디스크 드라이브 서보 회로[156]의 응답 특성을 최적화시킨다. 상기 파라미터들에 대한 일반적인 설명은 Abbott 등의 1995년 6월 6일 공고된 미국 특허 제 5,422,760호 "DISK DRIVE METHOD USING ZONED DATA RECORDING AND PRML SAMPLING DATA DETECTION WITH DIGITAL ADAPTIVE EQUALIZATION", Senio 의 1990년 3월 6일 공고된 미국 특허 제 4,907,109호 "MAGNETIC DISC DRIVE SYSTEM HAVING AUTOMATIC OFFSET AND GAIN ADJUSTMENT MEANS", 및 출원인에게 양도된 Minuhin 등의 1997년 1월 7일에 공고된 미국 특허 제 5,592,340호 "COMMUNICATION CHANNEL WITH ADAPTIVE ANALOG TRANSVERSAL EQUALIZER"를 참조하기 바란다.
전술한 바와 같이, 표 1 에 나열된 파라미터 세트들은 통상적인 최적화 기술을 사용하여 디스크 드라이브 제작동안 최적화된다. 특히, 디스크 드라이브[100]가 각 구분된 연속적인 온도 범위내(즉, 15℃ 미만, 15℃이상 45℃이하, 및 45℃초과)에서 동작할 때, DBI 동안 파라미터들은 디스크 드라이브 성능(예를 들면 판독 오류 속도 성능)을 최대화시키도록 선택된다. 적용예의 요구 사항에 따라 다른 온도 범위 및 다른 갯수의 온도 범위가 쉽게 적용될 수 있음을 주지하기 바란다.
각 세트의 파라미터들은 제어 처리부[142]에 의해 후속의 액세스를 제공하기 위하여 디스크 드라이브[100]내에 저장된다. 예를 들면, 파라미터들은 디스크 드라이브[100]에 의해 사용자 데이터를 저장하는데 일반적으로 사용되지 않는 보호 트랙에 기록될 수 있으며, 초기화시에 DRAM[144]으로 로딩(loading)될 수 있다. 이와는 달리, 상기 파라미터들은 플래시 메모리[146]에 저장될 수 있다. 충분한 메모리 공간 및 처리 능력이 디스크 드라이브[100]내에 존재하는 한, 개선된 디스크 드라이브 성능은 많은 수의 온도 종속 파라미터들에 대한 파라미터 세트들을 만듬으로써 이루어질 수 있을 것이다.
도 3 은 표 1 의 파라미터 세트들이 식별된 후 수행되는 "온도 종속 파라미터적 구성" 루틴을 도시한 흐름도이다. 도 3 의 루틴은 일반적으로 플래시 메모리[146](도 2)에 저장되고 제어 처리부[142](도 2)에 의해 사용된 프로그래밍의 일반적인 표현이다. 상기 루틴은 디스크 드라이브[100]의 다른 통상적인 루틴과 함께 최고 레벨 루틴(top level routine) 실행으로서 간주된다.
블록[202]에서 루틴이 시작하는데, 여기서 디스크 드라이브[100]는 디스크 드라이브의 전력이 상승하고 디스크[108]들이 공칭 동작 속도로 가속되는 스핀업(spinup) 동작으로 들어간다. 다양한 디스크 드라이브 시스템의 초기화 및 자가 진단과 같은 다른 통상적인 초기화 루틴은 블록[202]동안 수행된다. 일단 스핀업 동작이 완성되면, 제어 처리부[142]는 온도 센서[160] 및 A/D[162](도 2)에 의해 디스크 드라이브[100]의 온도를 점검하여 블록[204]이 지시하는 바와 같이, 디스크 드라이브[100]가 차가운, 대기 온도, 또는 뜨거운 온도 범위에서 동작하는지 여부를 결정한다. 디스크 드라이브[100]는 일반적으로 차가운 온도에서의 초기화 후 차가운 온도 범위에서 시작하는데, 이것은 디스크 드라이브[100]가 동작하는 환경에 좌우되는 것이다.
도 3 의 루틴은 다음으로 블록[204]에 의해 결정된 온도 범위에 따라 블록[206]의 동작을 통해 정해진 적절한 파라미터 세트를 로딩한다. 특히, 판독/기록 채널[152] 및 서보 회로[156]의 각각의 엘리먼트들은 제어 처리부[142]에 의해 적절한 파라미터들을 공급받는다. 상기 제어 처리부[142]는 블록[210]의 동작의 종료시 경과 시간(elapsed time;EP)을 측정하기 위하여 블록[208]에서 내부 타이머를 초기화시킨다. 상기 타이밍 동작은 제어 처리부[142]에 의해 직접 수행될 수 있거나 추가적인 카운터 하드웨어(미도시)가 상기 목적으로 사용될 수도 있다.
도 3 을 계속보면, 상기 루틴은 상기 경과 시간(EP)이 10 분이하 인지 여부를 점검하는 결정 블록[210]을 수행한다. 만일 그러하다면, 상기 루틴은 제어 처리부[142]가 1 분 지연을 시작하는 블록[212]를 통과한다. 물론, 블록[212]의 지연은 도 3 의 루틴에만 관련되는 것으로, 제어 처리부[142]가 블록[212]의 지연 동안 디스크 드라이브[100]의 동작을 제어하는 통상적인 방식으로 계속해서 동작하도록 하기 위함이다. 상기 지연이 일단 종료되면, 제어 처리부[142]는 블록[214]에서 도시하는 바와 같이 디스크 드라이브[100]의 온도를 측정하고, 결정블록[216]에서 도시하는 바와 같이 온도 범위의 변화가 발생하는지 여부를 결정한다.
상기와 같은 변화가 발생하면, 블록[218]에서 지시하는 바와 같이 적절한 파라미터 세트가 판독/기록 채널[152] 및 서보 회로[156]에 구현되고, 상기 루틴은 다시 결정 블록[210]으로 복귀한다. 반대로, 온도 범위의 변화가 없는 경우, 상기 루틴은 결정 블록[216]에서 결정 블록[210]으로 바로 통과한다.
따라서, 디스크 드라이브[100]가 초기화된 후, 온도는 최초 10분에 대해 1 분에 한번씩 점검된다. 디스크 드라이브[100]의 동작 온도 범위의 변화가 상기 주기동안 탐지될 때, 상기 디스크 드라이브 회로는 적절한 파라미터 세트로 갱신된다. 다른 타이밍 기술이 용이하게 구현될 수 있지만, 최초 10 분에 대해 매분마다 온도를 점검하는 것은, 온도의 큰 변화가 생길 때(즉, 디스크 드라이브 초기화후 최초 몇분동안 드라이브의 열이 상승할 때)에 최적의 파라미터들이 디스크 드라이브[100]에 의해 사용된다는 것을 보장할 것이다.
도 3 에서, 디스크 드라이브 초기화 이후 10 분이 경과한 후, 결정 블록[210]에서 제어 처리부가 10 분 지연으로 진입하는 블록[220]으로 루틴이 이동한다. 10 분 지연 경과후, 디스크 드라이브[100]의 온도가 결정 블록[224]에서 점검되고, 제어 처리부[142]는 디스크 드라이브[100]의 온도 범위의 변화가 발생했는지 여부를 결정한다. 만일 그러하다면 적절한 파라미터 세트가 블록[226]에 의해 로딩되고 상기 루틴은 또 다른 10분 지연을 위해 블록[220]으로 복귀한다. 그렇지 않다면, 상기 루틴은 파라미터 세트의 변화없이 직접 블록[220]으로 통과한다. 따라서, 디스크 드라이브 동작의 최초 10 분이후, 제어 처리부[142]는 디스크 드라이브[100]의 온도를 매 10분마다 점검하고 디스크 드라이브[100]의 동작 온도 범위에서의 변화에 따라 적절한 세트의 파라미터들을 구현한다.
도 3 의 루틴은 디스크 드라이브가 불활성화(전력이 끊어지거나 동작 중지 모드)될 때까지 계속된다고 간주한다. 더욱이, 표 1 의 대부분 파라미터들이 디스크 드라이브 제조동안에 만들어지지만, 상기 파라미터 세트는 동작시 용이하게 갱신될 수 있으며 상기 갱신된 파라미터들은 미래의 사용을 위하여 디스크 드라이브[100]에 의해 저장될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 온도는 주기적으로 측정되었지만, 온도는 또한 디스크 드라이브의 선택된 동작 단계에서, 예를 들면 아이들(idle) 주기, 탐색 동작의 시작등에서, 디스크의 동작 온도 범위에서의 변화가 탐지되었는지 여부에 따라 갱신되는 디스크 드라이브의 파라미터적 구성을 가지고 측정될 수 있다. 더욱이, 디스크 드라이브[100]에 의한 2 인접 온도 범위 사이의 연속적인 변화를 방지하기 위하여 히스테리시스(hysteresis) 기술이 적용될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 디스크 드라이브는 온도가 20℃까지 도달할 때까지 차가움에서 대기 온도로 변화하지 않고 온도가 10℃에 도달할 때까지 디스크 드라이브[100]는 대기 온도에서 차가움으로 변화하지 않도록, ±5℃ 대역이 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 다른 온도 경계값 및 온도 범위의 갯수는 적용예의 요구에 따라 용이하게 선택될 수 있다.
따라서, 전술한 내용에 따라, 본 발명이 온도 종속 파라미터적 구성을 통해 디스크 드라이브(예를 들면100)의 동작 성능을 최적화하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 디스크 드라이브의 다수의 사전 지정된 연속적인 동작 온도 범위에 상응하는 다수의 파라미터 세트가 최초에 만들어진다. 디스크 드라이브의 동작동안, 파라미터적 보상 회로[142]에 제공된 온도 센서[160]가 드라이브의 온도를 주기적으로 측정하기 위하여 사용된다(214,222에서). 측정된 온도가 해당하는 동작 온도 범위가 식별되고, 디스크 드라이브가 식별된 동작 온도 범위에 상응하는 파라미터 세트를 사용한다(216, 218, 224, 및 226에서). 따라서, 적절한 파라미터 세트는, 디스크 드라이브가 디스크 드라이브의 측정된 온도가 한 동작 온도 범위에서 다른 동작 온도 범위로 변화하였다는 것을 결정하는 매 순간 로딩된다.
종속항에 있어서, 상기 "회로"란 용어는 하드웨어 및 소프트웨어 구현 모두로 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적 및 장점들이 기술되었다. 바람직한 실시예는 개시의 목적으로 기술된 것이며, 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형들이 가능하다는 것은 당업자에게 명백한 사실이다.

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  17. 디스크 드라이브의 동작 성능을 최적화하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 경계 온도 미만의 다수의 온도들을 포함하는 제 1 온도 범위 및 상기 경계 온도를 초과하는 다수의 온도들을 포함하는 제 2 온도 범위를 만들기 위하여 상기 경계 온도를 식별하는 단계;
    (b) 상기 제 1 온도 범위내에 해당하는 동작 온도를 가지는 동안 상기 디스크 드라이브를 동작시키고, 상기 디스크 드라이브의 선택된 전자 회로에 의해 사용되는 파라미터 값들을 선택적으로 변화시키는 단계;
    (c) 상기 디스크 드라이브에 의한 소망 수준의 동작 성능을 달성하기 위해, 상기 단계 (b) 동안 선택적으로 변화하는 제 1 세트의 상기 파라미터 값들을 선택하는 단계로서, 상기 디스크 드라이브가 상기 제 1 온도 범위의 동작 온도를 가질 동안 동작될 때 상기 디스크 드라이브의 선택된 전자 회로에 의한 이후의 사용을 위해 상기 제 1 세트의 파라미터 값들이 저장되는 단계;
    (d) 상기 디스크 드라이브에 의한 소망 수준의 동작 성능을 달성하기 위해 제 2 세트의 상기 파라미터 값들을 선택하는 단계로서, 상기 디스크 드라이브가 상기 제 2 온도 범위의 동작 온도를 가질 동안 동작될 때 상기 디스크 드라이브의 선택된 전자 회로에 의한 이후의 사용을 위해 상기 제 2 세트의 파라미터 값들이 저장되는 단계;
    (e) 상기 디스크 드라이브의 제 1 동작 온도를 측정하고, 상기 제 1 동작 온도가 해당하는 온도 범위에 따라 선택된 상기 제 1 또는 제 2 세트의 파라미터 값들중 선택된 하나를 로딩(loading)하는 단계;
    (f) 소정의 경과 시간을 포함하는 시간 간격을 선택하는 단계;
    (g) 연속되는 각 시간 간격이 지나감을 지시하는 타이머(timer)를 초기화하는 단계; 및
    (h) 상기 각 시간 간격이 끝난후, 상기 디스크 드라이브에 의해 동시에 수행되는 동작들에는 무관하게 상기 디스크 드라이브의 현재의 동작 온도가 해당하는 상기 온도 범위에 상응하는 상기 제 1 및 제 2 세트의 파라미터 값들중에서 적절한 세트의 파라미터 값들을 로딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 동작 성능 최적화 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 단계(d)에 선행하여,
    (i) 상기 제 2 온도 범위에 해당하는 동작 온도를 가지는 동안에 상기 디스크 드라이브를 동작시키고, 상기 디스크 드라이브의 상기 선택된 전자 회로에 의해 이용되는 상기 파라미터 값들을 선택적으로 변화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 동작 성능 최적화 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 단계(h)는,
    (h)(ⅰ) 온도 경계 증가분을 식별하는 단계;
    (h)(ⅱ) 상기 경계 온도와 온도 경계 증가분을 조합하여 상기 경계 온도보다 더욱 큰 증가된 경계 온도를 얻는 단계로서, 상기 디스크 드라이브는 현재 동작 온도가 상기 증가된 경계 온도보다 같거나 초과할 경우에만 상기 제 1 세트의 파라미터에서 제 2 세트의 파라미터로 스위칭하는 단계; 및
    (h)(ⅲ) 상기 경계 온도와 온도 경계 증가분을 조합하여 상기 경계 온도보다 더욱 작은 감소된 경계 온도를 얻는 단계로서, 상기 디스크 드라이브는 현재 동작 온도가 상기 감소된 경계 온도보다 같거나 미만일 경우에만 상기 제 2 세트의 파라미터에서 제 1 세트의 파라미터로 스위칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 동작 성능 최적화 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 상기 경계 온도는 제 1 경계 온도이며, 상기 방법은,
    (i) 상기 제 2 경계 온도를 초과하는 다수의 온도들을 포함하는 제 3 온도 범위를 만들기 위하여 상기 제 1 경계 온도보다 더욱 큰 제 2 경계 온도를 식별하는 단계로서, 상기 제 2 온도 범위는 상기 제 1 및 제 2 경계 온도들에 의해 경계지어지는 단계; 및
    (j) 상기 디스크 드라이브에 의한 소망 수준의 동작 성능을 달성하는 제 3 세트의 상기 파라미터 값들을 선택하는 단계로서, 상기 제 3 세트의 파라미터 값들은, 상기 디스크 드라이브가 상기 제 3 온도 범위의 동작 온도를 가질 동안 동작될 때 상기 디스크 드라이브의 선택된 전자 회로에 의한 이후의 사용을 위해 저장되는 단계를 더 포함하며, 상기 단계(h)는 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 세트의 파라미터 값들에서 상기 적절한 세트의 파라미터들을 로딩하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 동작 성능 최적화 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 경계 온도는 20 도 미만의 값이며, 상기 제 2 경계 온도는 20 도 초과의 값인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 동작 성능 최적화 방법.
  22. 디스크 드라이브에 있어서,
    회전가능한 디스크에 인접하고 위치 제어 가능한 헤드;
    상기 디스크와 상기 디스크 드라이브가 설치된 호스트 컴퓨터 사이의 데이터의 전달을 제어하는 판독/기록 채널;
    상기 헤드의 위치를 제어하는 서보 회로;
    상기 디스크 드라이브의 동작 온도를 지시하는 온도 센서; 및
    상기 온도 센서, 상기 판독/기록 채널, 및 상기 서보 회로에 반응하고, 상기 디스크 드라이브의 최상위 레벨의 제어를 제공하는 제어 처리부를 포함하는데,
    상기 제어 처리부는,
    (a) 경계 온도 미만의 다수의 온도들을 포함하는 제 1 온도 범위 및 상기 경계 온도를 초과하는 다수의 온도들을 포함하는 제 2 온도 범위를 만들기 위하여 상기 경계 온도를 식별하는 단계;
    (b) 상기 온도 센서가 상기 제 1 온도 범위내에 해당하는 동작 온도를 지시하는 동안 데이터 전달 동작을 수행하고, 상기 판독/기록 채널 및 상기 서보 회로에 의해 사용되는 파라미터 값들을 선택적으로 변화시키는 단계;
    (c) 상기 판독/기록 채널 및 상기 서보 회로에 의한 소망 수준의 동작 성능을 달성하기 위해, 상기 단계 (b) 동안 선택적으로 변화하는 제 1 세트의 상기 파라미터 값들을 선택하는 단계로서, 상기 디스크 드라이브가 상기 제 1 온도 범위의 동작 온도를 가질 동안 동작될 때 이후의 사용을 위해 상기 제 1 세트의 파라미터 값들이 저장되는 단계;
    (d) 상기 판독/기록 채널 및 서보 회로에 의한 소망 수준의 동작 성능을 달성하는 제 2 세트의 상기 파라미터 값들을 선택적으로 선택하는 단계로서, 상기 제 2 세트의 파라미터 값들은, 상기 디스크 드라이브가 상기 제 2 온도 범위의 동작 온도를 가질 동안 동작될 때 이후의 사용을 위해 저장되는 단계;
    (e) 상기 디스크 드라이브의 제 1 동작 온도를 측정하고, 상기 제 1 동작 온도가 해당하는 온도 범위에 따라 선택된 상기 제 1 또는 제 2 세트의 파라미터 값들중 하나를 로딩(loading)하는 단계;
    (f) 소정의 경과 시간을 포함하는 시간 간격을 선택하는 단계;
    (g) 연속되는 각 시간 간격이 지나감을 지시하는 타이머(timer)를 초기화하는 단계; 및
    (h) 상기 각 시간 간격이 끝난후, 상기 디스크 드라이브에 의해 동시에 수행되는 동작들에는 무관하게, 상기 디스크 드라이브의 현재의 동작 온도가 해당하는 상기 온도 범위에 상응하는 상기 제 1 및 제 2 세트의 파라미터 값들중에서 적절한 세트의 파라미터 값들을 로딩하는 단계를 포함하는 관련 프로그램을 가지는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 제어 처리부의 프로그램은,
    (h)(ⅰ) 온도 경계 증가분을 식별하는 단계;
    (h)(ⅱ) 상기 경계 온도와 온도 경계 증가분을 조합하여 상기 경계 온도보다 더욱 큰 증가된 경계 온도를 얻는 단계로서, 상기 디스크 드라이브는 현재 동작 온도가 상기 증가된 경계 온도보다 같거나 초과할 경우에만 상기 제 1 세트의 파라미터에서 제 2 세트의 파라미터로 스위칭하는 단계; 및
    (h)(ⅲ) 상기 경계 온도와 온도 경계 증가분을 조합하여 상기 경계 온도보다 더욱 작은 감소된 경계 온도를 얻는 단계로서, 상기 디스크 드라이브는 현재 동작 온도가 상기 감소된 경계 온도보다 같거나 미만일 경우에만 상기 제 2 세트의 파라미터에서 제 1 세트의 파라미터로 스위칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 단계(a)에서의 경계 온도는 제 1 경계 온도이며, 상기 제어 처리부의 프로그램은,
    (i) 상기 제 2 경계 온도를 초과하는 다수의 온도들을 포함하는 제 3 온도 범위를 만들기 위하여 상기 제 1 경계 온도보다 더욱 큰 제 2 경계 온도를 식별하는 단계로서, 상기 제 2 온도 범위는 상기 제 1 및 제 2 경계 온도들에 의해 경계지어지는 단계; 및
    (j) 상기 디스크 드라이브에 의한 소망 수준의 동작 성능을 달성하는 제 3 세트의 상기 파라미터 값들을 선택하는 단계로서, 상기 디스크 드라이브가 상기 제 3 온도 범위의 동작 온도를 가질 동안 동작될 때 상기 디스크 드라이브의 선택된 전자 회로에 의한 이후의 사용을 위해 상기 제 3 세트의 파라미터 값들이 저장되는 단계를 더 포함하며, 상기 단계(h)는 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 세트의 파라미터 값들에서 상기 적절한 세트의 파라미터들을 로딩하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  25. 제 24 항에 있어서, 제 1 경계 온도는 20 도 미만의 값이며, 상기 제 2 경계온도는 20도 초과의 값인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
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