KR100512365B1

KR100512365B1 - 서보 트랙 라이트 방법

Info

Publication number: KR100512365B1
Application number: KR1019970080856A
Authority: KR
Inventors: 정광조
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2005-11-08
Also published as: KR19990060614A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

서보 트랙 라이트 공정

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

서보 트랙 라이트 공정의 전체 시간을 줄일 수 있는 서보 트랙 라이트 방법을 제공한다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지

디스크를 일회 회전시키는데 소요되는 시간을 서보 정보 기록 헤드를 이동시키는데 소요되는 시간과 비교하여 조금 길거나 최대한 같게 조정하기 위해 스핀들 모터의 회전 속도를 제어함을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도:

서보 트랙 라이트 공정시 중요히 적용될 수 있다.

Description

서보 트랙 라이트 방법

본 발명은 자기기억장치의 서보 트랙 라이트 공정에 관한 것으로, 특히 보다 빠른 시간 내에 서보 트랙 라이트 공정을 완료하기 위한 방법에 관한 것이다.

하드 디스크 드라이브(hard disk drive)와 같은 자기기억장치는 오늘날 컴퓨터시스템의 보조기억장치로서 널리 사용되고 있다. 그 중에서도 특히 하드 디스크 드라이브는 대량의 데이터를 안정되게 저장할 수 있을 뿐만 아니라 고속으로 데이터를 액세스(access)할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 통상적으로 하드 디스크 드라이브는 스핀들모터(spindle motor)에 의해 고속으로 회전하는 하나 이상의 디스크와, 상기 디스크 상에 데이터를 기록하거나 독출하기 위한 자기변환자(이하 헤드라 함)를 각 디스크면 마다 구비하고 있다.

도 1은 이러한 디스크 어셈블리의 개략적인 사시도로서 정확한 스케일은 아니다. 도 1에는 스핀들모터 10의 구동축에 장착된 두 개의 디스크 12가 도시되어 있다. 디스크 12는 다수의 밴들(band)들로 그 목적을 따라 구분될 수 있는데, 이러한 벤드들은 드라이브 비사용시(전원 "오프"시) 헤드가 위치하는 파킹 존(Parking Zone: PZ)과, 실제 데이터가 기록되는 데이터 밴드(Data Band: DB),와 OGB(Outer Guard Band), IGB(Inner Guard Band)로 통상 구분될 수 있다.

한편 상기 DB에는 데이터들이 디스크 12의 중심을 중심으로 동심형의 원형 트랙에 기록되게 되는데, 상기 데이터를 라이트하고 라이트된 데이터를 다시 리드하기 위해서는 데이터 기록/독출용 헤드를 목표하는 트랙으로 이동시키고 일정 범위 내에서 목표 트랙의 센터라인을 추종하게 하는 서보제어가 요구된다. 하드 디스크 드라이브에서는 서보제어를 위해 우선적으로 서보정보를 디스크 12 상에 기록하여야 한다. 상기 서보정보는 통상 하드 디스크 드라이브의 제조공정시 서보트랙라이터(Servo Track Writer: 이하 STW라 함)에 의해 디스크 12에 기록된다. 이러한 STW에 의한 초기 서보정보가 기록되는 트랙을 서보 트랙이라하며, 서보 트랙이 라이트 되는 동작 수행 과정을 서보 트랙 라이트 공정이라 한다.

그런데 상기 STW는 서보정보를 헤드를 이용하여 디스크 12에 기록하게 되는데, 스핀들모터 10의 회전속도에 의한 디스크 12의 회전속도와, 헤드의 이동속도가 서로 조직적으로 조화되지 못하여 서보 트랙 라이트 공정의 전체 시간이 길어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 서보 트랙 라이트 공정의 전체 시간을 줄일 수 있는 서보 트랙 라이트 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디스크를 일회 회전시키는데 소요되는 시간을 서보 정보 기록 헤드를 이동시키는데 소요되는 시간과 비교하여 조금 길거나 최대한 같게 조정하기 위해 스핀들모터의 회전 속도를 제어함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하며, 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 2는 디스크 12의 DB내에 동심원상으로 배열되는 트랙들중 임의의 트랙에 대한 섹터 포맷도의 일 예를 도시한 것이다. 도 2의 (b)를 참조하면 한 트랙은 다수의 섹터들로 구성되어 있으며, 상기 섹터들은 서보필드와 데이터필드로 구분될 수 있다. 상기 서보필드내에 서보 정보가 기록되며, 서보 필드는 도 2의 (c)에 세부적으로 도시되어 있다. 도 2의 (c)를 참조하면 서보 필드는 헤드가 이후 사용자 환경시 데이터 라이트 동작 상태에서 서보 정보를 리드하기 위한 동작상태로 전환하는데 필요한 시간 및 헤드로부터 리드된 위치 신호의 크기를 전 디스크영역에서 일정하게 유지시키기 위한 AGC(Auto Gain Control)구간과, 서보신호 검출의 동기를 제공하는 서보동기신호구간(SYNC)과, 각종 서보타이밍 생성의 기준신호로서 기록되는 서보 어드레스 마크(Servo Address Mark: 이하 SAM이라 함)구간과, 디스크 1회전정보를 제공하기 위한 인덱스(Index: IDX)구간과, 그레이코드(Gray Code)구간과, 헤드의 온-트랙(On-Track) 위치제어를 위한 서보 버스트(A,B,C,D)구간 및 PAD구간으로 이루어진다. 그리고 상기 그레이코드구간은 섹터번호, 헤더번호, 실린더번호와 같은 어드레스정보가 기록된다. 또한 상기 인덱스구간은 섹터의 기준이 되는 첫번째 섹터를 나타내는 신호로서 한 트랙에서 첫 번째 섹터에만 다른 섹터와는 구별되는 정보를 기록하여 표시된다. 이러한 인덱스구간의 인덱스 신호를 검출하여 하드 디스크 드라이브는 인덱스 펄스(도 2의 (a)로 도시)를 발생시키며, 그에 따라 디스크 12가 일회전 하였음을 알게 판단하게 된다.

상기한 신호들이 서보 라이트시 기록되는 서보 정보 일 수 있으며 이 정보는 스핀들모터 10을 회전시켜 디스크 12가 일정 RPM(Revolutions Per Minute)일 때의 타이밍을 기준으로 기록된다.

도 3은 본 발명이 적용되는 서보 정보를 디스크 12면에 기록하는 STW의 일반적인 구성도를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 고정부(fixture unit) 20은 HDA(Hard Disk Assembly) 22를 고정시키기 위한 클램핑(clamping) 23a, 23b, 23c를 가지며, 서보기준클럭을 클럭 헤드에 의해 디스크 12면에 라이트하기 위한 클럭헤드부 26을 가진다. 서보기준클럭은 통상적으로 서보정보 라이트시 디스크 12면에서 기준위치를 잡기 위한 클럭으로서 디스크 12면의 미리 규정된 위치(통상적으로 최외곽 서보트랙 보다 바깥쪽 영역)에 라이트 된다. 상기 서보 트랙은 STW에 의해 디스크면에 형성되는 트랙들을 말한다. 한편 클럭 헤드는 통상적으로 HDA 22의 측면에 있는 홀(hole)을 통해 서보기준클럭 위치에 로딩된다. 상기 측면 홀은 정상적으로는 레이블(lable)에 의해 봉합된다. 그리고 주제어부 28은 STW의 주제어장치로서 각 부분을 전반적으로 제어한다. 유틸리티공급부 30은 STW의 동작전원, HDA 22에 필요한 공기 등을 공급한다. 액츄에이터동작제어부 32는 액츄에이터의 이동을 제어한다. 운용자인터페이스부 34는 STW의 동작을 운용자가 제어하거나 운용자에게 알리기 위한 운용자 단말장치(terminal)와 주제어부 28간의 인터페이스를 제공한다. 패턴라이트/리드부 36은 주제어부 28의 제어에 의해 헤드를 통해 디스크 12면에 서보기록패턴을 라이트하거나 리드한다. 클럭및패턴발생유니트 38은 주제어부 28의 제어에 의해 서보기준클럭 및 서보기록패턴을 발생한다. 스핀들구등부 40은 주제어부 28의 제어에 의해 스핀들모터 10을 구동한다.

이때 스핀들모터 10의 회전속도는 대략 5000RPM에서 6000RPM일 수 있고, 회전속도가 5400RPM이라고 할 때 디스크 12의 일 회전에 소요되는 시간이 약 11.11ms(milli-second)라는 뜻이다. STW의 서보 트랙 라이트 속도는 상당히 빠르며, 따라서 디스크 12의 한 트랙당 섹터가 72개의 경우에 디스크 12의 이회전만으로도 한 트랙의 서보 정보를 모두 기록 가능하다. 그런데 한 트랙에 서보 정보를 모두 기록한 후 다음 트랙에 서보 정보를 기록하기 위해 헤드를 이동시키는데는 비교적 긴 시간이 요구된다. 이는 서보 정보를 기록하려는 트랙에는 트랙 추종이나 탐색에 필요한 서보 정보가 기록되어 있지 않기 때문이며, 따라서 서보 정보를 기록하려는 트랙을 탐색하는데는 약 4.5ms가 소요되고, 트랙 탐색후 헤드가 안정되기까지 소요되는 시간은 약 7.5∼8ms가 된다. 결국 한 트랙에 서보 정보를 모두 기록한 후 다음 트랙에 서보 정보를 기록하려는 준비 기간은 모두 12∼12.5ms가 필요하게 된다.

한편 상기한 바와 같이 디스크 12의 이회전만에 한 트랙의 서보 정보의 기록을 마치고 다음 트랙에 서보 정보를 기록하기 위해 12ms가 소요된다면, 바람직하게는 디스크 12의 일회전에 소요되는 시간이 12ms일 경우가 최적의 상황이다. 이는 서보 정보의 기록이 인덱스 서보 정보가 기록된 섹터에서부터 시작되며, 이러한 인덱스 서보 정보가 기록된 섹터는 디스크 12의 일 방사상에 위치되는 것이 일반적이기 때문에, 헤드가 한 트랙의 서보 정보의 기록을 마치고 다음 트랙으로 이동하여 다시 서보 정보를 기록을 시작하려고 할 때, 그에 대응하여 헤드의 위치가 디스크 12의 인덱스 서보 정보를 기록하려는 위치에 있으면 바로 서보 정보의 기록을 시작할 수 있기 때문이다. 만약 헤드의 위치가 디스크 12 상의 인덱스 서보 정보를 기록할 위치에 있지 않다면 디스크 12의 회전에 의해 인덱스 서보 정보를 기록 위치가 헤드에 도달할 때까지 소정 시간 기다려야 하며 그 결과 디스크 12의 서보 라이트 시간이 길어지게 된다. 한편 상기 12ms의 준비 기간이 필요하다면, 디스크의 일회전을 6ms로 설정해도 상기한 최적의 상황 조건을 만족하는 듯하지만 그럴 경우에 스핀들모터 10의 회전속도는 10000RPM의 고속이므로 그런 고속상황하에서 헤드를 이용한 서보 정보의 기록이 용이하지 않을 뿐 아니나, 스핀들모터 10의 회전을 10000RPM으로 회전시키기 위한 기술도 현재로서는 어려움이 많다.

한편 상기 한 트랙에 서보 정보를 모두 기록 후 다음 트랙으로 이동하여 서보 정보를 기록하기 위한 준비기간이 상기 예에서와 같이 12ms일 때, 디스크 12의 일회전에 소용되는 시간이 바람직하게는 12ms가 최적 상황이지만, 여러 가지 회로적 기구적 문제에 의해서 정확한 타이밍을 맞추기가 어려우며, 따라서 상기한 예에서는 디스크 12의 일회전 속도를 대략 13ms정도로 조금 여유 있게 설정하는 것이 바람직할 수 있다.

한편 상기한 일반 상용중인 스핀들모터 10의 회전속도가 5400RPM일 경우에 상기한 바와 같이 디스크 12의 일회전에 소요되는 시간은 약 11.11ms이며, 따라서 헤드의 트랙간 준비기간이 12ms일 경우 헤드가 한 트랙에 서보 정보를 모두 기록후 다음 트랙으로 이동하여 서보 정보를 기록할 준비가 마쳤을 때 디스크 12는 일회전이 초과하여 약 0.89ms 동안 더 회전한 상태이므로 서보 정보의 기록을 위해서는 10.22ms를 더 기다린 후 기록하게 된다. 그러므로 본 발명의 특징에 따라 5400RPM인 스핀들모터 10의 회전 속도를 더 줄일 필요가 있다. 일 예로 스핀들의 속도를 4500RPM으로 설정한다면, 디스크 12의 일회전에 소요되는 시간은 60초/4500회전이므로 약 13.33ms가 될 수 있다. 그럴 경우 상기한 예에서 헤드는 한 트랙에 서보 정보를 기록한 후 다음 트랙으로 이동하여 서보 정보를 기록하기 위한 준비 단계를 마쳤을 때 단지 1.33ms를 기다린 후 디스크 12에 서보 정보를 기록하게 된다.

즉, 스핀들모터 10의 회전속도가 5400RPM일 경우에 한 트랙당 서보 정보를 기록하는데는 헤드가 트랙을 탐색하여 안정화되는데 이회전, 트랙에 서보 정보를 기록하는데 디스크 이회전, 총 디스크 12의 4번 회전이 필요하며, 따라서, 약 44.44ms의 시간이 필요하게 된다. 한편 스핀들모터 10의 회전속도가 4500RPM일 경우에 한 트랙당 서보 정보를 기록하는데는 디스크 12의 3회전만 필요하며, 따라서 약 39.99m의 시간이 필요하게 된다. 따라서 디스크 12의 회전속도가 4500RPM일 경우에 5400RPM일 경우에 비해 10%이상의 시간 절약 효과를 가져올 수 있다.

따라서 스핀들모터 10의 회전속도를 적절히 설정하여 최적 시간의 서보 정보기록을 할 수 있다. 현재 상용되는 스핀들모터 10의 드라이브 IC는 IC 옵션으로 스핀 스피드의 변환이 가능하며, 하드웨어적으로 스핀들구동부 40에 입력 값을 하이/로우 디지털 값으로 입력하여 RPM을 조정하거나, 주제어부 28에서 스핀들모터구동부 40의 드라이브 IC 레지스터 값을 조정하여 RPM조절이 가능하다.

도 4는 본 발명이 일 실시예에 따른 서보 트랙 라이트 과정의 주제어부 28의 제어 흐름도이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 라이트 공정을 설명하면, 먼저 주제어부 28은 42단계에서 스핀들모터 10의 RPM을 4500으로 조정한다. 이후 44단계에서는 상기 42단계에서 조정된 RPM에 따른 사보 정보 기록 주파수를 조정하게된다. 이는 5400RPM일 경우와 4500RPM일 경우의 디스크 12의 회전속도가 다르므로 그에 따른 서보 정보의 기록 주파수도 달라지기 때문이다. 이후 46단계에서 상기한 단계에서 설정된 상황에 따라 서보 트랙 라이트 공정을 실시하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 디스크를 일회 회전시키는데 소요되는 시간을 서보 정보 기록 헤드를 이동시키는데 소요되는 시간과 비교하여 조금 길거나 최대한 같게 조정하기 위해 스핀들모터의 회전 속도를 제어하므로 최적의 시간 내에서 서보 트랙 라이트 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 디스크 어셈블리 사시도

도 2는 서보 트랙의 일 예시 포맷도

도 3은 본 발명이 적용되는 서보트랙라이터의 개략적인 블록 구성도

도 4는 본 발명이 일 실시예에 따른 서보 트랙 라이트의 주제어부의 제어 흐름도

Claims

스핀들모터와, 상기 스핀들모터에 장착되어 회전되는 정보 기록용 디스크 및 상기 디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 독출하는 헤드를 가진 하드 디스크 드라이브의 상기 헤드의 상기 디스크 상에서의 위치를 나타내는 서보 정보를 서보정보기록헤드를 통해 상기 디스크에 동심원 트랙 형태로 기록하는 서보 트랙 라이트 방법에 있어서,

상기 디스크에 서보 정보의 기록시 상기 스핀들모터의 일회 회전 시간을 상기 서보정보기록헤드의 한 트랙에 상기 서보 정보를 기록을 마친 후부터 다음 트랙으로 이동하여 다음 트랙에서 상기 서보 정보를 기록하기 위한 준비를 마칠 때까지 걸린 준비 시간과 대응되게 상기 스핀들모터의 회전 속도를 제어함을 특징으로 하는 서보 트랙 라이트 방법.
제1항에 있어서, 상기 스핀들모터의 일회 회전 시간을 상긴 준비 시간과 대응되게 하는 것은 상기 스핀들모터의 일회 회전 시간을 상기 준비 시간보다 길면서 상기 준비시간과 최대한 같아지게 하는 것임을 특징으로 하는 서보 트랙 라이트 방법.
제1항에 있어서, 상기 스핀들모터의 일회 회전 시간을 상기 준비 시간과 대응되게 하는 것은 상기 스핀들모터의 일회 회전 시간의 소정 배수의 시간보다 길면서 상기 소정 배수의 시간과 최대한 같아지게 하는 것임을 특징으로 하는 서보 트랙 라이트 방법.