KR100546270B1 - 무선방식의 하드디스크 드라이브 및 그 데이터 전송방법 - Google Patents

무선방식의 하드디스크 드라이브 및 그 데이터 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하드디스크에 기록된 신호를 헤드에 의하여 검출하여 재생하고, 소정의 기록신호를 상기 하드디스크에 기록하기 위한 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 하드디스크에 기록된 신호를 검출하거나, 소정의 기록신호를 상기 하드디스크에 기록하는 헤드; 상기 헤드에서 디스크로부터 검출된 재생신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 다음 이를 무선신호로 변환하여 무선송신하고, 또한 무선전송된 기록신호를 수신하여 소정의 방식으로 복조하여 상기 헤드로 전송하는 하드디스크 어셈블리부; 및 상기 하드디스크 어셈블리부부터 무선송신된 무선신호를 수신하여 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원하고, 또한 상기 하드디스크에 기록할 신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 다음 이를 무선신호로 변환하여 상기 하드디스크 어셈블리부로 무선송신하는 드라이브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 헤드와 메인보드 간의 신호전송을 무선방식을 이용하므로써, FPC 바이어스의 영향을 배제할 수 있고 신호 왜곡없이 검출된 신호를 재생할 수 있다.

Description

무선방식의 하드디스크 드라이브 및 그 데이터 전송방법{Radio control hard disk drive and data transmission method}
본 발명은 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive)에 관한 것으로서, 특히 무선방식에 의하여 하드디스크에 기록된 데이터를 재생하거나 기록데이터를 하드디스크에 기록하기 위한 장치 및 그 장치에서의 데이터 전송방법에 관한 것이다.
일반적으로 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive)는 자기기록매체의 기록면에 자기헤드가 부상하여 정보를 기록 재생하는 보조기억장치로 널리 쓰인다. 하드디스크 드라이브는 전자장치와 기계장치로 이루어져 시시각각으로 변하는 디지털 전자펄스를 영구적인 자기장으로 바꾸어 데이터를 기록 및 재생할 수 있는 기억장치이다. 전자석 역할을 하는 헤드와 자화 성질을 가진 플래터(Platter 또는 디스크)가 반응하면서 정보가 기록되고, 기록된 정보를 읽을 때에는 거꾸로 자기화된 정보가 전기신호로 바뀌어야 한다.
하드디스크 드라이브는 하우징의 내부에 자기기록 매체인 디스크와, 이 자기기록 매체의 기록면을 주행하며 정보를 기록 재생하는 자기헤드와, 이 자기헤드를 구동하는 구동암이 내재되어 있으며, 자기헤드를 통하여 검출된 신호는 이 자기헤드와 접속된 유연성있는 FPC(flexible printed circuit)를 통하여 외부로 전달된다.
도 1은 종래의 기술에 의한 하드디스크 드라이브에서 헤드부분과 PCB제어부와의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다. 도면에서, 참조번호 11은 디스크, 12는 헤드, 13은 암부분, 14는 FPC, 15는 FPC와 PCB제어부를 연결하는 컨넥터, 그리고 16은 드라이브 전체의 기능을 제어하고 헤드로부터 신호를 받거나 헤드로 신호를 전송하는 인쇄회로기판(PCB)로 구성된 제어부이다. 도시된 바와 같이 헤드(12)에서 픽-업된 신호는 FPC(14) 및 컨넥터(15)를 통하여 PCB제어부(16)로 전송되며, 또한 PCB제어부(16)에서 디스크(11)에 기록할 신호도 FPC(14) 및 컨넥터(15)를 통하여 헤드(12)로 전송된다. 그러나 이 신호 전송 과정에서 FPC 바이어스 등에 의한 영향으로 신호 왜곡이 생기고 액츄에이터의 제어가 어려운 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, FPC 바이어스를 제거하여 액츄에이터를 정확하게 제어하기 위하여, 헤드와 PCB제어부 사이의 신호 전송이 무선방식으로 구성하여 왜곡없이 신호가 전송되록 하기 위한 하드디스크 드라이브를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 무선방식의 하드디스크 드라이브에서, 하드디스크 어셈블리부와 PCB제어부 간에 무선방식으로 재생데이터 및 기록데이터를 전송하는 방법을 제공하는데 있다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 무선방식의 하드디스크 드라이브는, 하드디스크에 기록된 신호를 헤드에 의하여 검출하여 재생하고, 소정의 기록신호를 상기 하드디스크에 기록하기 위한 하드디스크 드라이브에 있어서, 하드디스크에 기록된 신호를 검출하거나, 소정의 기록신호를 상기 하드디스크에 기록하는 헤드; 상기 헤드에서 디스크로부터 검출된 재생신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 다음 이를 무선신호로 변환하여 무선송신하고, 또한 무선전송된 기록신호를 수신하여 소정의 방식으로 복조하여 상기 헤드로 전송하는 하드디스크 어셈블리부; 및 상기 하드디스크 어셈블리부부터 무선송신된 무선신호를 수신하여 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원하고, 또한 상기 하드디스크에 기록할 신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 다음 이를 무선신호로 변환하여 상기 하드디스크 어셈블리부로 무선송신하는 드라이브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 하드디스크 드라이브에서의 재생데이터 전송방법은, 디스크에 기록된 데이터를 헤드에 의하여 검출하는 하드디스크 어셈블리부 및 상기 검출된 신호를 전송받아 재생신호를 발생시키는 PCB제어부를 구비하는 하드디스크 드라이브에서, 상기 헤드에서 검출된 데이터를 상기 PCB제어부로 전송하기 위한 데이터 전송방법에 있어서,
디스크에 기록된 자화 데이터로부터 그 자기장의 방향에 따라 헤드에 의하여 데이터를 검출하는 단계; 헤드에서 검출된 신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 후 무선신호로 변환하여 상기 PCB제어부로 무선송신하는 단계; 상기 무선송신된 무선신호를 상기 PCB제어부에서 수신하여 전기적 신호로 변환하는 단계; 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원한 다음 임시로 버퍼에 저장하는 단계; 및 상기 버퍼에 저장된 재생신호를 소정의 제어에 따라 호스트로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 하드디스크 드라이브에서의 기록데이터 전송방법은, 소정의 기록신호를 전송하는 PCB제어부 및 상기 기록신호를 전송받아 헤드를 통하여 디스크에 기록하는 하드디스크 어셈블리부를 구비하는 하드디스크 드라이브에서, 상기 PCB제어부의 기록신호를 상기 하드디스크 어셈블리부로 전송하기 위한 데이터 전송방법에 있어서, PCB제어부에서 하드디스크에 기록하고자 하는 기록신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 디지털 데이터를 소정의 방식에 의하여 기록신호를 변조한 다음 무선신호로 변환하여 하드디스크 어셈블리부로 무선송신하는 단계; 하드디스크 어셈블리부에서는 무선송신된 무선신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 기록신호로 복원하는 단계; 및 상기 복원된 기록신호를 소정의 제어에 따라 헤드를 통하여 하드디스크에 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 먼저 디스크 신호 재생과 관련된 하드디스크 드라이브의 구성을 살펴보고 본 발명에 의한 구성을 설명한다.
도 2는 하드디스크 드라이브의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 하드디스크 드라이브는 크게 하드디스크 어셈블리부(21), 프린트회로보드(PCB)로 구성된 드라이브 제어부(25)로 나눌 수 있다.
하드디스크 어셈블리부(21)는 데이터를 자화시켜 저장하는 디스크(211), 리드/라이트 채널로부터의 데이터를 기록하고 디스크로부터 데이터를 해독하는 헤드, 헤드에서 검출된 신호를 증폭하는 프리앰프(213), 디스크 어셈블리를 정속도로 회전시키는 스핀들 모터(212), 디스크의 특정 위치로 액츄에이터(216)를 옮기는 VCM, 헤드가 파킹영역으로 이동하는 경우 또는 탐색시 헤드가 데이터 영역 바깥 쪽으로 빠져나가는 비상 조건이 발생하는 경우에 액츄에이터의 충격을 흡수하는 역할을 하는 크래쉬 스탑(214) 등으로 구성되며, 밀폐된 금속 박스 안에 조립되어 있다.
드라이브제어부(25)는 헤드로부터 읽혀진 아날로그 데이터를 호스트가 판독할 수 있는 디지털 신호로 변조하고 호스트로부터 사용자 데이터를 전송받아 프리앰프를 통하여 디스크에 기록하는 리드/라이트 채널(251), 디스크의 특정 위치로 액츄에이터(216)를 옮겨주기 위하여 적당한 계산과 제어를 총괄하는 위치제어부(252), 스핀들 모터(212)를 정속도로 유지하기 위한 제어를 총괄하는 스핀들 모터 제어부(253) 등으로 구성된다.
하드디스크 드라이브의 전원이 온되면, 스핀들모터 제어부(253)는 스핀들 모터(212)를 구동시켜 디스크(211)를 일정한 속도로 회전하도록 하며, 이 회전에 의하여 디스크 안쪽에 파킹되어 있는 헤드는 일정 높이만큼 부상하고, 헤드는 원하는 위치를 찾아가기 위한 준비를 한다. 라이트 동작은 제어부에서 탐색 명령어를 내어 헤드가 원하는 트랙 및 섹터 위치로 갈 때부터 시작된다. 호스트로부터 전송된 데이터는 부호화되어 리드/라이트 채널로 전송된다. 리드/라이트 채널은 전송된 신호를 라이트 전류로 변환하여 코일에 흐르게 하고, 이 전류는 자기장을 발생시켜 데이터를 디스크에 기록한다.
프리앰프를 통한 전류가 헤드에 인가되면, 헤드코일에 전류가 흐르게 된다. 이로 인하여 자기장이 유도된다. 이 자기장이 디스크에 자화를 일으킨다. 결국 하드디스크의 쓰기과정은 유도된 자기장으로 디스크를 자화시키는 것이라 할 수 있으며, 코일의 전류를 반대로 바꾸면 자기장의 방향이 반전되어 미디어의 자화방향도 바뀌게 된다. 읽기과정은 위의 쓰기과정을 거꾸로하는 과정으로서, 이미 N극과 S극으로 자화된 디스크 위를 헤드가 지날 때 디스크의 자기장 영향을 받는데, 자기장은 자화된 부분에서는 일정하기 때문에 전압이 유기되지 않으나 그 방향이 바뀌는 경계면을 지날 때 반전이 일어나므로 전류가 유기되며, 이 전류를 이용하여 데이터를 얻게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 무선방식의 하드디스크 드라이브의 구성을 나타내는 블록도이다. 도면에서 참조번호 31은 하드디스크 어셈블리부, 그리고 35는 PCB로 된 드라이브 제어부를 나타내며, 도면에는 헤드에서 재생된 신호를 처리하는 부분만을 도시하고 있다. 여기서, 하드디스크 어셈블리부(31)는 헤드에서 디스크로부터 검출된 재생신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 다음 이를 무선신호로 변환하여 드라이브 제어부(35)로 무선송신하고, 또한 드라이브 제어부(35)로부터 무선전송된 기록신호를 수신하여 소정의 방식으로 복조하여 헤드로 전송하며, 드라이브 제어부(35)는 하드디스크 어셈블리부(31)부터 무선송신된 무선신호를 수신하여 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원하고, 또한 하드디스크에 기록할 신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 다음 이를 무선신호로 변환하여 하드디스크 어셈블리부(31)로 무선송신한다.
하드디스크 어셈블리부(31)는 데이터를 자화시켜 저장하는 디스크(311), 리드/라이트 채널로부터의 데이터를 기록하고 디스크로부터 데이터를 해독하는 헤드(312), 헤드에서 검출된 신호를 증폭하는 프리앰프(213), 헤드에서 디스크로부터 검출된 재생신호를 처리하여 디지털 신호로 변환하는 신호처리부(315), 변환된 디지털 데이터를 임시로 저장하거나 복조부(321)에서 디스크(311)에 기록될 데이터를 임시로 저장하기 위한 버퍼(316), 버퍼(316)에 저장된 데이터를 독출하여 무선송신에 맞도록 소정의 방식에 의하여 신호를 변조하는 변조부(317), 변조된 신호를 무선신호로 변환하여 무선송신하는 송신부(318), 드라이브 제어부(35)에서 무선송신된 무선신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 수신부(320), 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 기록신호로 복원하는 복조부(321), 그리고 헤드신호의 처리에 관련된 제어를 수행하는 헤드제어부(319)를 구비한다.
그리고, 드라이브 제어부(35)는 하드디스크 어셈블리부(31)의 송신부(318)로부터 무선송신된 무선신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 수신부(351), 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원하는 복조부(352), 복조부(352)에서 복조된 재생신호를 임시로 저장하거나 하드디스크에 기록될 신호를 임시로 저장하는 버퍼(353), 버퍼(353)에 저장된 기록신호를 독출하여 무선송신에 맞도록 소정의 방식에 의하여 신호를 변조하는 변조부(355), 변조부(355)에서 변조된 신호를 무선신호로 변환하여 하드디스크 어셈블리부(31)의 수신부(320)로 무선송신하는 송신부(356), 그리고 버퍼에 저장된 재생신호 및 기록신호의 리드/라이트를 제어하는 리드라이트 제어부(354)를 구비한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 헤드에서 검출된 신호를 PCB제어부로 전송하는 것 뿐만 아니라 디스크에 기록할 데이터를 PCB제어부에서 하드디스크 어셈블리부로 전송할 때에도 무선송신 방식을 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 무선방식의 하드디스크 드라이브에서, 헤드에서 검출된 재생신호를 PCB제어부로 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
헤드는 디스크에 기록된 자화 데이터로부터 그 자기장의 방향에 따라 데이터를 검출하고(41), 프리앰프에서는 헤드에서 검출된 재생신호를 증폭한다(42). 헤드에서 검출된 증폭된 신호는 디지털 신호로 변환되어 버퍼에 임시로 저장되고(43), 버퍼에 저장된 데이터를 독출하여 무선송신에 맞도록 소정의 방식에 의하여 재생신호를 변조한(44) 후 무선신호로 변환하여 무선송신한다(45).
PCB제어부 측에서는 하드디스크 어셈블리부에서 무선송신된 무선신호를 수신하여(46) 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원(47)한 다음 임시로 버퍼에 저장한다(48). 버퍼에 저장된 재생신호는 소정의 제어에 따라 그 재생신호를 처리하는 호스트로 전송된다.
도 5는 본 발명에 따른 무선방식의 하드디스크 드라이브에서, 디스크에 기록할 데이터를 PCB제어부에서 하드디스크 어셈블리부로 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
PCB제어부 측에서 하드디스크에 기록하고자 하는 기록신호를 디지털 신호로 변환하여 버퍼에 임시로 저장하고(51), 버퍼에 저장된 데이터를 독출하여 무선송신에 맞도록 소정의 방식에 의하여 기록신호를 변조한(52) 다음 무선신호로 변환하여 하드디스크 어셈블리부로 무선송신한다(53).
하드디스크 어셈블리부에서는 무선송신된 무선신호를 수신하여(54) 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 기록신호로 복원(55)한 다음 임시로 버퍼에 저장한다(56). 버퍼에 저장된 기록신호는 소정의 제어에 따라 헤드를 통하여 하드디스크에 기록된다(57).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 무선방식의 하드디스크 드라이브에 의하면, 헤드에서 검출된 신호를 메인 제어보드로 전송하거나 메인 제어보드에서 디스크에 기록할 신호를 하드디스크 어셈블리부로 전송하는 방식으로 무선송수신 방식을 이용하므로써, 신호 전송과 관련하여 발생되는 FPC 바이어스의 영향을 배제할 수 있고 신호 왜곡없이 신호를 재생 및 기록할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 하드디스크 드라이브에서 헤드부분과 PCB제어부와의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 하드디스크 드라이브의 전체적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선방식의 하드디스크 드라이브의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 무선방식의 하드디스크 드라이브에서, 헤드에서 검출된 재생신호를 하드디스크 어셈블리부에서 PCB제어부로 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선방식의 하드디스크 드라이브에서, 디스크에 기록할 데이터를 PCB제어부에서 하드디스크 어셈블리부로 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims (5)

  1. 하드디스크에 기록된 신호를 헤드에 의하여 검출하여 재생하고, 소정의 기록신호를 상기 하드디스크에 기록하기 위한 하드디스크 드라이브에 있어서,
    하드디스크에 기록된 신호를 검출하거나, 소정의 기록신호를 상기 하드디스크에 기록하는 헤드;
    상기 헤드에서 디스크로부터 검출된 재생신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 다음 이를 무선신호로 변환하여 무선송신하고, 또한 무선으로 기록신호를 수신하여 소정의 방식으로 복조하여 상기 헤드가 상기 하드디스크에 기록하게 하는 하드디스크 어셈블리부; 및
    상기 하드디스크 어셈블리부로부터 무선송신된 무선신호를 수신하여 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원하고, 또한 상기 하드디스크에 기록할 신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 다음 이를 무선신호로 변환하여 상기 하드디스크 어셈블리부로 무선송신하는 드라이브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선방식의 하드디스크 드라이브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하드디스크 어셈블리부는
    헤드에서 디스크로부터 검출된 재생신호를 처리하여 디지털 신호로 변환하는 신호처리부;
    상기 변환된 디지털 데이터를 임시로 저장하거나 상기 하드디스크에 기록될 데이터를 임시로 저장하기 위한 버퍼;
    상기 버퍼에 저장된 데이터를 독출하여 무선송신에 맞도록 소정의 방식에 의하여 신호를 변조하는 변조부;
    상기 변조된 신호를 무선신호로 변환하여 상기 드라이브 제어부로 무선송신하는 송신부;
    상기 드라이브 제어부에서 무선송신된 무선신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 수신부; 및
    상기 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 기록신호로 복원하여 상기 버퍼에 저장하는 복조부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선방식의 하드디스크 드라이브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 드라이브 제어부는
    상기 하드디스크 어셈블리부로부터 무선송신된 무선신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 수신부;
    상기 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원하는 복조부;
    상기 복조부에서 복조된 재생신호를 임시로 저장하거나 하드디스크에 기록될 신호를 임시로 저장하는 버퍼;
    상기 버퍼에 저장된 기록신호를 독출하여 무선송신에 맞도록 소정의 방식에 의하여 신호를 변조하는 변조부; 및
    상기 변조부에서 변조된 신호를 무선신호로 변환하여 상기 하드디스크 어셈블리부로 무선송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 무선방식의 하드디스크 드라이브.
  4. 디스크에 기록된 데이터를 헤드에 의하여 검출하는 하드디스크 어셈블리부 및 상기 검출된 신호를 전송받아 재생신호를 발생시키는 PCB제어부를 구비하는 하드디스크 드라이브에서, 상기 헤드에서 검출된 데이터를 상기 PCB제어부로 전송하기 위한 데이터 전송방법에 있어서,
    디스크에 기록된 자화 데이터로부터 그 자기장의 방향에 따라 헤드에 의하여 데이터를 검출하는 단계;
    헤드에서 검출된 신호를 소정의 방식에 의하여 변조한 후 무선신호로 변환하여 상기 PCB제어부로 무선송신하는 단계;
    상기 무선송신된 무선신호를 상기 PCB제어부에서 수신하여 전기적 신호로 변환하는 단계;
    변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 재생신호로 복원한 다음 임시로 버퍼에 저장하는 단계; 및
    상기 버퍼에 저장된 재생신호를 소정의 제어에 따라 호스트로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에서의 재생데이터 전송방법.
  5. 소정의 기록신호를 전송하는 PCB제어부 및 상기 기록신호를 전송받아 헤드를 통하여 디스크에 기록하는 하드디스크 어셈블리부를 구비하는 하드디스크 드라이브에서, 상기 PCB제어부의 기록신호를 상기 하드디스크 어셈블리부로 전송하기 위한 데이터 전송방법에 있어서,
    PCB제어부에서 하드디스크에 기록하고자 하는 기록신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
    상기 디지털 데이터를 소정의 방식에 의하여 기록신호를 변조한 다음 무선신호로 변환하여 하드디스크 어셈블리부로 무선송신하는 단계;
    하드디스크 어셈블리부에서는 무선송신된 무선신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호를 소정의 방식으로 복조하여 원래의 기록신호로 복원하는 단계; 및
    상기 복원된 기록신호를 헤드가 하드디스크에 기록하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에서의 기록데이터 전송방법.
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