KR100420993B1 - Method for minimizing head shock caused by parking in sleep mode and stand-by mode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 슬립모드(sleep mode) 및 대기모드(stand-by mode) 시의 파킹으로 인해 헤드에 가해지는 충격을 최소화하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hard disk drive, and more particularly, to a method for minimizing an impact applied to a head due to parking in a sleep mode and a stand-by mode.
오늘날 컴퓨터들은 절전기능들이 내장되어 있어 사용자가 직접 파워를 오프하지 않아도 일정 시간동안 아무 동작하지 않으면 주변기기들 예를 들면, 모니터 등이 저절로 오프된다. 그러다가 키보드상의 아무 키를 한번만 누르면 원래의 상태로 복구된다.Today, computers have built-in power-saving functions so that peripheral devices such as a monitor, for example, turn off automatically if the user does not operate the power for a certain period of time without turning off the power. Then press any key on the keyboard once to restore it to its original state.
컴퓨터 보조기억장치로 널리 사용되고 있는 하드 디스크 드라이브 또한 이와 유사한 절전기능을 가지고 있다. 이러한 절전기능을 위해 하드 디스크 드라이브는 여러가지 절전모드를 가지고 있는데 그중 대표적 예는, 디스크를 구동하는 기능의 스핀들모터가 오프되는 슬립모드 및 대기모드로 들 수 있다. 하드 디스크 드라이브가 슬립모드 및 대기모드로 진행하게 되면 스핀들모터는 오프되고 헤드는 오프되는 스핀들모터의 역기전력을 이용하여 디스크상의 파킹존으로 들어가게 된다.Hard disk drives, which are widely used as computer-assisted storage devices, have similar power-saving features. For such a power saving function, the hard disk drive has various power saving modes, for example, a sleep mode and a standby mode in which the spindle motor for driving the disk is turned off. When the hard disk drive advances to the sleep mode and the standby mode, the spindle motor is turned off and the head is turned off, thereby entering the parking zone on the disk by using the counter electromotive force of the spindle motor.
도 1은 하드 디스크 드라이브의 존비트레코딩 방식의 디스크의 표면을 몇개의 존영역으로 나누어서 보여주는 형태도로서, 도 1을 참조하면 디스크 18은 크게 아웃터가드밴드 존(OGB: Outer Guard Band zone)①, 데이타 존(data zone)②, 인너가드밴드 존(IGB: Inner Guard Band zone)③, 파킹 존(parking zone)④으로 나누어질 수 있다. 상기 아웃터가드밴드 존 ①, 인너가드밴드 존 ③에는 헤드의 위치를 제어하기 위한 서보정보가 각 트랙마다 다수개 기록되어 있고, 상기 데이타 존②에는 서보정보 뿐만 아니라 데이타들도 기록되어 있다. 아웃터 가드 밴드 존 ① 및 인너가드밴드 존 ③은 각각 헤드 16이 디스크 18 상의 최외주로 벗어나려고 하거나 최내주로 들어오려고 할 때 과속으로 인해 아웃터 크래쉬스톱(outer crash stop) 또는 인너 크래쉬 스톱(inner crash stop)에 헤드 16을 지지하고 있는 액츄에이터가 부딪힘에 의해 헤드 16에 충격이 가해질 염려가 있는데 이를 방지하기 위해 마련되었다. 그리고 파킹 존 ④는 헤드 16을 파킹시 사용되는 영역이다.FIG. 1 is a view showing a surface of a disk of a zone bit recording type of a hard disk drive divided into several zone regions. Referring to FIG. 1, the disk 18 is roughly divided into an outer guard band zone (OGB) A data zone (2), an inner guard band zone (IGB), and a parking zone (4). In the outer guard band zone 1 and the inner guard band zone 3, a plurality of servo information for controlling the position of the head are recorded for each track. In the data zone 2, data as well as servo information are recorded. The outer guard band zone 1 and the inner guard band zone 3 are respectively in contact with an outer crash stop or an inner crash due to overspeeding when the head 16 is attempting to deviate to the outermost circumference on the disk 18 or to enter the innermost circumference. stop to prevent the head 16 from being impacted by the impact of the actuator supporting the head 16. And the parking zone 4 is an area used when the head 16 is parked.
헤드 16이 파킹 존 ④로 파킹하는 조건은 파워오프, 슬립모드 혹은 대기모드에서 이다. 그런데 도 1에 도시하고 있는 바와 같이 헤드 16이 파킹 존 ④으로부터 멀리 떨어져 있을 경우 파킹 가속도에 의해 헤드 16의 충격량은 커지게 된다.The condition in which the head 16 parks in the parking zone? Is in the power-off, sleep mode, or standby mode. However, as shown in Fig. 1, when the head 16 is far away from the parking zone?, The amount of impact of the head 16 is increased by the parking acceleration.
만약 헤드의 충격량이 너무 커서 헤드가 파킹존에서 튀어나와 데이타 존으로 침입을 하게 되면 헤드뿐 아니라 데이타 존에 기록된 데이타도 손상을 입게 된다. 그러므로 헤드 파킹시 파킹 존로부터 멀리 떨어져 있을 경우에 헤드에 가해지는 충격량을 줄이는 방법이 요망되었다.If the head impact is so large that the head pops out of the parking zone and enters the data zone, the data recorded in the data zone as well as the head will be damaged. Therefore, a method of reducing the amount of impact applied to the head when the head is far away from the parking zone during the parking is desired.
따라서 본 발명의 목적은 슬립모드 혹은 대기모드시 헤드의 파킹존으로의 이동에 따른 헤드의 충격량을 최소화시키는 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of minimizing the amount of head impact due to movement of a head to a parking zone in a sleep mode or a standby mode.
본 발명의 다른 목적은 헤드의 파킹시 스무스(smooth)한 파킹이 이루어 지도록 하는 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for achieving smooth parking during parking of a head.
상기한 목적에 따라 본 발명은, 슬립모드 및 대기모드시 헤드의 충격량을 줄이기 위해 헤드를 바로 파킹존으로 이동시키지 않고 우선 디스크상의 인너가드밴드(IGB)의 첫번째 실린더로 탐색을 시키고, 메인인덱스비트는 두번 검출하게 한 다음 파킹존으로 헤드를 파킹시킨다.According to the present invention, in order to reduce the amount of head impact in the sleep mode and the standby mode, the present invention searches for the first cylinder of the inner guard band (IGB) on the disk without moving the head directly to the parking zone, And then parks the head in the parking zone.
도 1은 디스크의 표면을 크게 몇개의 존영역으로 나누어서 보여주는 형태도FIG. 1 is a diagram showing the surface of a disk divided into several zone regions
도 2는 본 발명의 실시예에 적용되는 통상적인 하드 디스크 드라이브 블럭 구성도2 is a block diagram of a typical hard disk drive block applied to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 슬립모드 및 대기모드시 파킹으로 인한 헤드 충격 최소화를 위해 수행되는 제어 흐름도3 is a flowchart illustrating a control flow for minimizing a head impact due to parking in a sleep mode and a standby mode according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들중 동일한 구성요소는 가능한한 어느곳에든지 동일한 참조번호를 사용하고 있음을 유의하여야 한다. 그리고 본 명세서에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same elements among the drawings use the same reference numerals whenever possible. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention unnecessarily obscure.
도 2는 본 발명의 실시예에 적용되는 통상적인 하드 디스크 드라이브 블럭 구성도이다. 도 2를 참조하면, 마이크로 프로세서(micro processor) 10은 상기 마이크로 프로세서 10의 소정 제어프로그램 및 서보제어 알고리즘 등을 저장하고 있는 프로그래머블 롬(Programable Read Only Memory: 이하 PROM이라 함) 12와, 스태틱 램(Static Random Access Memory: 이하 SRAM이라 함) 14에 접속된다. 헤드 16은 기록매체인 디스크 18 상에서 수평운동을 수행하며 상기 디스크 18 상에 데이타를 리딩(Reading) 및 라이팅(Writing)한다. VCM(Voice Coil Motor) 20은 액츄에이터(actuator)로서 헤드 16과 연결되며, 상기 헤드 16을 디스크 18상에서 수평방향으로 구동시킨다. 스핀들모터 22는 회전운동 액츄에이터로서 구동축에 상기 디스크 18을 장착하여 회전시킨다. VCM 구동기 24는 상기 VCM 20에 연결되며, 상기 VCM 20의 구동을 제어한다. DAC(Dagital/Analog Converter) 26은 상기 마이크로프로세서 10과 VCM 구동기 24에 연결되어 마이크로프로세서 10으로부터 디지탈 제어입력신호 u를 입력받아 아나로그신호로 변환하여 상기 VCM 구동기 24로 출력한다. 모터구동기 28은 스핀들모터 22와 마이크로프로세서 10에 연결되며, 마이크로프로세서 10의 제어를 받아 스핀들모터 22의 구동을 제어한다. 전치증폭기 30은 헤드 16에 의해 디스크 18로부터 리딩된 신호를 증폭하여 출력하고, 디스크 18에 라이팅할 입력신호를 증폭하여 상기 헤드 16으로 출력한다. 인터페이스 제어부 38는 호스트와 데이타를 송수신한다. 리드/라이트 채널회로 32는 마이크로프로세서 10, 전치증폭기 30 및 인터페이스 제어부 38에 연결되며, 마이크로프로세서 10에 의해 제어되어 인터페이스부 38로부터 라이트데이타를 입력받아 아나로그 플럭스변화신호로 엔코딩하여 전치증폭기 30으로 출력하며, 상기 전치증폭기 30으로부터 입력되는 아나로그 리딩신호를 디지탈 변환하여 엔코디드 리드 데이타(Encoded Read Data) ERD로 출력한다. ADC(Analog/Digital Converter) 34는 상기 리드/라이트 채널회로 32에 연결되어 아나로그 서보리딩신호를 입력받으며, 상기 입력신호를 PES(Position Error Siganl)로 디지탈 변환하여 마이크로 프로세서 10으로 출력한다. 게이트 어레이(gate array) 36은 리드/라이트 채널회로 32에 연결되어 그로부터 출력되는 ERD를 입력받으며, 상기 ERD로부터 상기 디스크 18의 서보영역내 인덱스펄스 등의 각 서보정보를 검출하여 출력한다.2 is a block diagram of a conventional hard disk drive block applied to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a microprocessor 10 includes a Programmable Read Only Memory (PROM) 12 storing a predetermined control program and a servo control algorithm of the microprocessor 10, a static RAM Static Random Access Memory (hereafter referred to as SRAM). The head 16 performs horizontal movement on the disk 18 as a recording medium and reads and writes data on the disk 18. The voice coil motor (VCM) 20 is connected to the head 16 as an actuator, and drives the head 16 in a horizontal direction on the disk 18. The spindle motor 22 rotates by mounting the disk 18 on a drive shaft as a rotary actuator. The VCM driver 24 is connected to the VCM 20, and controls the driving of the VCM 20. A DAC (Dagital / Analog Converter) 26 is connected to the microprocessor 10 and the VCM driver 24, receives a digital control input signal u from the microprocessor 10, converts the signal into an analog signal, and outputs the analog signal to the VCM driver 24. The motor driver 28 is connected to the spindle motor 22 and the microprocessor 10, and controls the drive of the spindle motor 22 under the control of the microprocessor 10. The preamplifier 30 amplifies and outputs the signal read from the disc 18 by the head 16, amplifies the input signal to be written on the disc 18, and outputs the amplified signal to the head 16. The interface control unit 38 transmits and receives data to and from the host. The read / write channel circuit 32 is connected to the microprocessor 10, the preamplifier 30, and the interface control unit 38. The read / write channel circuit 32 is controlled by the microprocessor 10, receives write data from the interface unit 38, encodes the read data into an analog flux change signal, Converts the analog read signal input from the preamplifier 30 into digital data, and outputs the digital read signal to the Encoded Read Data (ERD). An analog / digital converter (ADC) 34 is connected to the read / write channel circuit 32 to receive an analog servo reading signal. The analog / digital converter 34 converts the input signal into a digital PES (position error signal) A gate array 36 is connected to the read / write channel circuit 32 to receive an ERD outputted therefrom, and detects servo information such as index pulses of the servo locus of the disk 18 from the ERD and outputs the detected servo information.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 슬립모드 및 대기모드시 파킹으로 인한 헤드 충격 최소화를 위해 수행되는 제어 흐름도로서, 상기 슬립모드 및 대기모드시 헤드를 디스크상의 인너가드밴드 존으로 탐색시킨후 파킹존으로 파킹시킴을 요지로 하고 있다.FIG. 3 is a control flowchart for minimizing a head impact due to parking in a sleep mode and a standby mode according to an embodiment of the present invention. In the sleep mode and the standby mode, the head is searched as an inner guard band zone on the disk, It is important to park in the zone.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작을 상세히 설명한다. 하드 디스크 드라이브는 슬립모드 혹은 대기모드가 되면 헤드 파킹제어를 수행하게 되는데, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이 헤드 16이 파킹 존 ④으로부터 멀리 떨어져 있을 경우 기존에는 파킹 가속도에 의해 헤드 16의 충격량은 커지게 되었다. 이러한 경우에 상기 헤드 16의 충격량을 최소화시키기 위해 도 2의 마이크로 프로세서 10은 도 3의 100단계와 같이 슬립모드 또는 대기모드가 되면 102단계로 진행한다.Hereinafter, an operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. As shown in FIG. 1, when the head 16 is far away from the parking zone 4, the impact of the head 16 is large due to the parking acceleration It was. In this case, in order to minimize the amount of the impact of the head 16, the microprocessor 10 of FIG. 2 proceeds to step 102 in the sleep mode or standby mode as shown in step 100 of FIG.
도 3의 102단계에서는 인덱스펄스(index pulse)를 카운트하기 위한 인덱스펄스 카운터의 카운트값 INDX_CNT를 초기화시키고(즉, INDX_CNT = "0") 104단계로 진행하여 헤드 16을 인너가드 밴드(IGB) 존 ③의 첫 트랙으로 탐색을 시킨다. 상기 인덱스펄스는 트랙의 기준(또는 시작점)을 삼기 위한 펄스로서 하나의 트랙에서는 하나의 인덱스펄스만 생성된다. 디스크상의 하나의 트랙에는 상기 인덱스펄스를 발생하기 위한 인덱스 패턴이 다수의 서보섹터들중 하나의 서보섹터(통상 인덱스 섹터라 칭함)상에만 기록되어 있다. 상기 인덱스패턴을 제외한 나머지 서보섹터들에도 인덱스패턴이 기록되어 있는데 이 인덱스 패턴들을 통상 서브 인덱스 패턴이라 칭한다. 인덱스패턴 및 서브인덱스 패턴은 통상 2비트의 데이타인데, 예를 들면 인덱스패턴의 비트는 "10", 서브인덱스패턴의 비트는 "11"로 설정될 수 있다. 따라서 하나의 트랙에서 인덱스펄스는 오직 한번만 발생하며 서브 인덱스펄스는 매 서보섹터마다 하나씩 발생한다.3, the count value INDX_CNT of the index pulse counter for counting the index pulse is initialized (i.e., INDX_CNT = "0") and the flow advances to step 104 to move the head 16 to the inner guard band Search for the first track of ③. The index pulse is a pulse for taking a track reference (or a starting point), and only one index pulse is generated in one track. An index pattern for generating the index pulse is recorded on one servo sector (usually index sector) of a plurality of servo sectors on one track on the disk. Index patterns are also recorded in the servo sectors other than the index pattern, and these index patterns are generally referred to as a sub index pattern. The index pattern and the sub-index pattern are usually two-bit data. For example, the bits of the index pattern and the bits of the sub-index pattern may be set to "10" and "11", respectively. Therefore, the index pulse only occurs once in one track and the sub-index pulse is generated one for each servo sector.
도 3을 계속 참조하면, 104단계에서의 인너가드 밴드(IGB) 존 ③의 첫 트랙으로의 탐색후 마이크로 프로세서 10은 106단계로 진행하여 인덱스 펄스가 검출되는가를 판단한다. 인너가드 밴드(IGB) 존 ③의 첫번째 트랙상의 헤드 16의 위치가 디스크 18의 인덱스 섹터와 시간상으로 인접해 있다면 헤드 16은 인덱스 펄스를 금방 검출할 것이나 그렇지 못하면 상기 인덱스 펄스를 소정 시간(검출 지연 최대 시간은 약 10msec 정도)이 지나야 검출할 것이다.3, after searching for the first track of the inner guard band (IGB) zone 3 in step 104, the microprocessor 10 proceeds to step 106 and determines whether an index pulse is detected. If the position of the head 16 on the first track of the inner guard band (IGB) zone 3 is adjacent in time to the index sector of the disc 18, the head 16 will detect the index pulse immediately, but if not, Time is about 10 msec).
인덱스 펄스가 처음으로 검출하면 마이크로 프로세서 10은 108단계로 진행하여 인덱스펄스 카운트값 INDX_CNT를 "1"증가시키고, 106단계로 되돌아가서 인덱스펄스를 한번더 검출한다. 인덱스 펄스를 한번더 검출하기 까지는 디스크 18이 한바퀴를 도는 만큼의 시간(약 10msec 정도)이 소요된다. 106단계에서 한번 더 인덱스펄스를 검출하면 108단계에서의 인덱스펄스 카운트값 IND_CNT는 "2"가 된다. 그러므로 마이크로 프로세서 10은 110단계에서 인덱스 펄스카운트값 IND_CNT≥ 2인가를 판단하는데, 검출된 인덱스 펄스카운트 값 IND_CNT는 "2"가 되므로 마이크로 프로세서 10은 112단계로 진행하여 헤드 16을 파킹 존 ④로 파킹시킨다. 헤드 16가 인덱스 펄스를 2번 검출하는데 소요되는 시간은 최소 약 10ms∼최대 20ms정도가 되므로, 파킹 존 ④로 파킹될 때 헤드의 속도는 줄어지게 되고 그에 따라 헤드의 충격이 줄어준다.When the index pulse is detected for the first time, the microprocessor 10 proceeds to step 108 to increment the index pulse count value INDX_CNT by "1 ", and returns to step 106 to detect the index pulse again. It takes a time (about 10 msec) as long as the disk 18 rotates once before the index pulse is detected again. If the index pulse is detected again in step 106, the index pulse count value IND_CNT in step 108 becomes "2 ". Therefore, the microprocessor 10 determines in step 110 that the index pulse count value IND_CNT≥2, and the detected index pulse count value IND_CNT becomes "2 ", so that the microprocessor 10 proceeds to step 112 to park the head 16 in the parking zone & . Since the time required for the head 16 to detect the index pulse twice is about 10 ms to 20 ms at the minimum, the speed of the head is reduced when parked in the parking zone ④, thereby reducing the impact of the head.
그런데 도 3의 106단계에서, 마이크로 프로세서 10이 인덱스 펄스를 검출하지 못하면 114단계로 진행하여 소정 시간을 시키고, 116단계로 진행하여 인덱스펄스를 검출하지 못한 시점으로부터의 지연시간이 인덱스펄스를 두번 검출하는데 소요되는 최대 시간에 대응되는 시간(약 20ms)인가를 판단한다. 약 20ms의 지연이 있게되면 마이크로 프로세서 10은 112단계로 진행하여 헤드 16을 파킹 존 ④로 파킹시킨다. 헤드 16가 인너가드밴드의 첫 트랙 상에서 약 20ms정도 유지하고 있었기 때문에 파킹 존 ④로 파킹될 때 헤드의 속도는 줄어지게 되고 그에 따라 헤드의 충격이 줄어준다.If the microprocessor 10 does not detect the index pulse in step 3, the microcomputer 10 proceeds to step 114 and proceeds to step 116. In step 116, the delay time from the point at which the index pulse is not detected detects the index pulse twice (About 20 ms) corresponding to the maximum time required for performing the operation. If there is a delay of about 20 ms, the microprocessor 10 proceeds to step 112 to park the head 16 in the parking zone?. Since the head 16 is kept on the first track of the inner guard band for about 20 ms, the speed of the head is reduced when parking with the parking zone ④, thereby reducing the impact of the head.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구의 범위와 특허청구의 범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 슬립모드 및 대기모드시 헤드의 충격량을 줄이기 위해 헤드를 바로 파킹존으로 이동시키지 않고 우선 디스크상의 인너가드밴드(IGB)의 첫번째 실린더로 탐색을 시키고, 메인인덱스비트는 두번 검출하게 한 다음 파킹존으로 헤드를 파킹시키므로 헤드의 충격을 최소화시키며, 헤드가 인너데이타 존으로 침범하므로 인해 발생되는 데이타 손상도 방지한다. 또한 인덱스를 두번 찾을 동안의 시간 딜레이를 주므로 헤드의 파킹을 스무스하게 유도하는 장점이 있다.As described above, in order to reduce the amount of head impact in the sleep mode and the standby mode, the present invention first searches the first cylinder of the inner guard band (IGB) on the disk without moving the head directly to the parking zone, The head is parked in the parking zone so as to minimize the impact of the head and prevent data corruption caused by the head penetrating into the inner data zone. In addition, since it gives a time delay while searching the index twice, it has an advantage of smoothly leading the parking of the head.
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