KR100441171B1 - 플래쉬롬과램을이용한펌웨어구현방법 - Google Patents
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Abstract
가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
하드디스크 드라이브
나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
펌웨어의 버그가 발생시 정정할 수 있고, 또한 HDD의 공정 테스트 및 신뢰성, 호환성 관련 변경 요구가 있을 때 적절히 대응할 수 있는 펌웨어 구현 방법을 제공한다.
다. 그 발명의 해결방법의 요지
펌웨어를 소용량의 플레쉬롬과 램을 사용하여, 상기 플레쉬롬에는 HDD 부트(boot) 코드와 서보 코어(core) 코드를 저장하고, 램은 그외 인터페이스, 디스크, 테스트 코드용으로 사용하며, 하드디스크 드라이브의 실제 동작 코드는 디스크의 소정 기록 영역에 기록한다.
라. 발명의 중요한 용도
하드디스크 드라이브에 중요히 적용될 수 있다.
Description
본 발명은 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive: 이하 HDD라 함)에 관한 것으로, 특히 HDD의 펌웨어(firmware) 구현 방법에 관한 것이다.
컴퓨터시스템의 보조기억장치로 널리 사용되고 있는 대표적인 자기디스크 기억장치인 HDD는 고속, 고용량화에 따라 그 쓰임이 점점 증가되고 있다. 상기와 같은 HDD는 하드 다스크상에 데이타를 기록하거나 기록된 데이타의 독출을 제어하기 위한 프로세서를 가지고 있으며, 상기 프로세서는 기록장치 등에 저장된 펌웨어에 의해 HDD내의 회로부분과 기구부분의 구동을 제어한다. 이러한 구성을 가지는 HDD의 구성은 하기 도 1과 같다.
도 1은 일반적인 HDD의 개략적인 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 마이크로프로세서 10은 상기 마이크로프로세서 10의 소정 제어 프로그램 및 데이터를 저장하고 있는 프로그래머블 롬(Programable Read Only Memory: 이하 PROM이라 함) 12와, 스태틱 램(Static Random Access Memory: 이하 SRAM이라 함) 14에 접속되어 드라이브의 전반적인 동작을 제어한다. 헤드 16은 액츄에이터의 일단에 부착되어 기록매체인 디스크 18상에서 수평운동을 수행하고 상기 디스크 18 면에 데이터를 기록하거나 디스크 18 면으로부터 데이터를 독출한다. 일단에 헤드가 부착된 액츄에이터의 타단에 위치하는 VCM(Voice Coil Motor) 20은 인가되는 전류 레벨 및 방향에 대응하여 디스크 18상에서 수평구동한다. 스핀들모터 22는 모터구동기 24로부터 입력되는 제어신호에 따라 구동축에 장차된 디스크 18을 회전시킨다. VCM구동기 26은 상기 VCM 20에 연결되어 상기 VCM 20의 구동을 제어한다. DAC(Digital-To-Analog Converter) 28은 상기 마이크로프로세서 10과 상기 VCM구동기 26에 연결되어 마이크로프로세서 10으로부터 디지털 제어입력신호 U(k)를 입력받아 이를 아날로그신호로 변환하여 VCM구동기 26으로 출력한다. 한편 모터구동기 24는 스핀들모터 22와 마이크로프로세서 10에 연결되며 상기 마이크로프로세서 10의 제어를 받아 스핀들모터 22의 구동을 제어한다. 전치증폭기(Pre-Amplifier) 30은 헤드 16에 연결되어 재생된 신호를 증폭하여 출력하고 기록할 입력신호를 상기 헤드 16으로 출력한다. 리드/라이트 채널회로 32는 마이크로프로세서 10, 전치증폭기 30 및 인터페이스제어부 34에 연결되며 상기 마이크로프로세서 10의 제어하에 상기 인터페이스제어부 34로부터 기록데이터를 입력받아 이를 인코등하여 전치증폭기 30으로 출력한다. 또한 리드/라이트 체널회로 32는 전치증폭기 30으로부터 입력되는 아날로그 재생신호를 디지털 변환하여 에코디드 리드 데이터(Encoded Read Data: ERD)로 출력한다. ADC(Analog-To-Digital Converter) 36은 상기 리드/라이트 채널회로 32에 연결되어 아날로그 서보재생신호를 입력받으며 이를 PES로 디지털 변환하여 상기 마이크로프로세서 10으로 출력한다. 게이트어레이(Gate Array) 38은 상기 리드/라이크 채널회로 32에 연결되어 ERD신호를 입력받으며 상기 디스크 18의 서보영역 내 그레이코드 등의 각 서보 정보를 검출하여 출력한다. 인터페이스제어부 34 외부데이터 입력장치(예를 들면 호스트컴퓨터)와 마이크로프로세서 10 및 디스크 18 사이의 각종 데이터를 송수신한다.
상기한 바와 같은 HDD에는 회로부분과 기구부분을 구동하기 위한 펌웨어가 사용되는데, 상기 펌웨어는 마이크로프로세서 10의 제어에 의해 데이타를 억세스하는 PROM 12에 저장된다.
도 2는 도 1중 PROM 12와 마이크로프로세서 10간의 연결 상태를 나태는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 PROM 12는 통상 64K WORD 사이즈이다. 펌웨어는 인터페이스 모듈, 디스크 모듈, 테스트 모듈, 서보 모듈 등으로 크게 구분할 수 있는데, 컴퓨터가 파워 온될 때 컴퓨터를 시험하거나, 초기화하고, 운영 체제가 사용자 및 하드웨어와 상호 작용하기 위하여 사용하는 기본적인 기능을 제공한다. 이러한 펌웨어는 'C-ranguage'나 'ASSEMBLER' 코드로 작성되어 바이너리(binary)나 헥사 (hexadecimal) 형태로 작성되어 최종적으로 상기 PROM 12에 저장된다.
그런데, PROM 12를 사용하여 펌웨어를 저장하는 방식에서는 펌웨어의 버그가발생시 디버깅(debugging)이 용이하지 않았다. 예를 들어 펌웨어를 업그레드하기 위해서는 PROM 12를 교체하지 않으면 안되었다. 또한 HDD의 공정 테스트 및 신뢰성, 호환성 관련 변경 요구가 있을 때 적절히 대응하기가 어렵다. 이는 PROM 12는 한번 기록하여 사용하면 다시 변경하여 쓸수 없기 때문에 코드 개선 요구에 빠르게 응답할 수 없을 뿐만아니라 HDD 동작에 치명적인 문제가 발생하였을 경우 해당 PROM 12를 전부 교체하여야 하기 때문이다. 이러한 단점을 극복하고자 PROM 12 대신에 플래쉬롬(flash ROM)을 사용할 수 있으나, 플래쉬롬은 PROM 12보다 가격이 비싼 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 펌웨어의 버그가 발생시 정정할 수 있고, 또한 HDD의 공정 테스트 및 신뢰성, 호환성 관련 변경 요구가 있을 때 적절히 대응할 수 있는 펌웨어 구현 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 펌웨어를 소용량의 플레쉬롬과 램을 사용하여, 상기 플레쉬롬에는 HDD 부트(boot) 코드와 서보 코어(core) 코드를 저장하고, 램은 그외 인터페이스, 디스크, 테스트 코드용으로 사용함을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 하드 디스크 드라이브의 개략적인 블록 구성도
도 2는 도 1중 PROM과 마이크로프로세서의 연결상태도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플래쉬롬과 램을 이용한 펌웨어의 구성도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플래쉬롬과 램을 이용한 펌웨어의 구성도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 종래의 64K WORD 사이즈의 PROM 12 대신에 본 발명에서는 8K WORD 사이즈의 플래쉬롬 40과, 32K WORD 사이즈의 램 42가 사용됨이 도시되고 있다. 플레쉬롬 40에는 HDD 부트(boot) 코드와 서보 코어(core) 코드를 저장하고, 램 42에는 그외 인터페이스, 디스크, 테스트 코드를 임시 저장하는 용도로 사용된다.
플레쉬롬 40에 저장되는 HDD 부트 코드는 헤드를 언래치(unlatch)하고, 헤드를 디스크 18내의 매인터넌스(maintenance) 트랙을 탐색(seek)하게 하여, HDD의 동작 코드가 있는 영역의 데이터를 RAM 42에 업로드(upload)하기 위한 최소한의 초기화코드와, 코드 업로드용의 간단한 독출 동작 코드와, 코드 다운로드(download)용의 간단한 기록 동작 코드 등이 필요하다.
매인터넌스 트랙은 통상 디스크 상의 디펙 등을 처리하기 위해 디펙섹터와 매인터넌스 영역의 섹터를 교환하기 위하여 사용되지만 본 발명의 특징에 따라 HDD의 실제 동작에 쓰이는 코드들이 기록되게 된다. 서보 코어 코드는 헤드 언래치 코드와 매인터넌스 트랙을 탐색할 정도의 트랙 탐색 및 헤드를 트랙 중심선에 위치시키기 위한 트랙 추종 코드가 포함된다.
상기 플레쉬롬 40에 저장된 코드들은 최소 사이즈의 비교적 안정된 코드이며 실제 HDD의 동작에는 사용되지 않는 메인터넌스 실린더 리드/라이트 코드만으로 구성되기 때문에 내용이 바뀔 경우가 거의 없지만 만약 내용을 수정하여야 할 경우에도 플레쉬롬 40에 저장되었기 때문에 수정이 가능하다. 상기한 코드의 총 용량은 본 발명의 일 실시예에서는 대략 8K WORD 미만이므로 플래쉬롬 40의 사이즈는 8KWORD로 설정한다.
상기한 플래쉬롬 40에 저장된 코드들은 HDD의 실제 동작에 쓰일 코드를 상기 램 42로 업로드하게 된다. 상기한 업로드된 HDD의 실제 동작에 쓰일 코드는 공정 중 혹은 공정전에 미리 디스크 18 내의 매인터넌스 영역에 기록된다. 이때 한번에 램 42에 업로드되어 사용될수 있을 정도의 사이즈로 몇 개의 세그먼트로 구분되어져 기록된다. 상기한 세그먼트로 구분하는 방법은 먼저 매인(main) 코드와 테스트 코드를 구분하고 각각을 동작에 따라 다시 몇 개의 세그먼트로 구분하여 초기 파워온시 뿐만아니라 HDD의 동작중에도 수시로 코드를 업로드할 수 있게 구성한다. 혹은 공정 테스트 중일 경우에는 테스트 코드만 상기 램 42에 업로드하여 사용하고, 사용자가 사용 중일 경우에는 사용자 매인 코드만을 업로드하여 사용할 수도 있다. 이렇게 코드를 좀더 구조적으로 구분하여 모듈화하는 것은 코드의 수정 및 유지 보수를 쉽게하고 적은 사이즈의 램으로도 다양한 기능을 구사할 수 있게 하기 위해서이다.
상기한 본 발명의 일 실시예에서는 램 42를 사용하였으나 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 램 42 대신에 DRAM(Dynamic RAM)이나 혹은 SRAM을 이용할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명은 펌웨어를 소용량의 플레쉬롬과 램을 사용하여, 상기 플레쉬롬에는 HDD 부트(boot) 코드와 서보 코어(core) 코드를 저장하고, 램은 그외 인터페이스, 디스크, 테스트 코드용으로 사용하고 HDD의 실제 동작 코드는 디스크의 소정 영역에 저장함으로써 펌웨어의 버그가 발생시 정정할 수 있고, 또한 HDD의 공정 테스트 및 신뢰성, 호환성 관련 변경 요구가 있을 때 적절히 대응할 수 있는 장점이 있다.
Claims (5)
- 사용자 데이터가 기록되는 데이터 밴드와 다수개의 보호밴드로 구성되는 디스크를 기록매체로 가지는 하드디스크 드라이브의 펌웨어 구현 방법에 있어서,상기 디스크의 소정 영역에 상기 하드디스크 드라이브의 동작에 필요한 코드들을 저장하는 과정과,소정 용량의 플레쉬롬에 상기 하드디스크 드라이브의 부트 코드와, 서보 코어 코드를 저장하는 과정과,상기 플레쉬롬에 저장된 코드들을 이용하여 상기 디스크에 저장된 코드들을 소정 용량의 램에 업로드하여 상기 하드디스크 드라이브의 실제 동작을 실행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 펌웨어 구현 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 하드디스크 드라이브 부트 코드는 헤드를 언래치하고, 상기 헤드를 상기 디스크의 상기 소정 영역을 탐색하게 하여, 상기 하드디스크의 동작 코드가 저장된 영역의 데이터를 상기 램에 업로드하기 위한 최소한의 초기화코드와,코드 업로드용의 소정 독출 동작 코드와,코드 다운로드용의 소정 기록 동작 코드를 포함함을 특징으로 하는 펌웨어 구현 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 서보 코어 코드는 헤드 언래치 코드와, 상기 디스크의 상기 소정 영역을 탐색하기 위한 트랙 탐색 및 상기 헤드를 상기 트랙 중심선에 위치시키기 위한 트랙 추종 코드로 이루어짐을 특징으로 하는 펌웨어 구현 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 디스크의 소정 영역은 상기 디스크의 매인터넌스 영역임을 특징으로 하는 펌웨어 구현 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 하드디스크 드라이브의 동작에 필요한 코드는 상기 상기 램에 업로드되어 사용될 수 있을 정도의 사이즈로 몇 개의 세그먼트로 구분되어 기록됨을 특징으로 하는 펌웨어 구현 방법.
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