KR100555536B1 - 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법 및이를 이용한 디스크 드라이브 - Google Patents

데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법 및이를 이용한 디스크 드라이브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이터 저장 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브 주위 온도에 따라서 세분화된 독립적 리트라이를 실행시키기 위한 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브에 관한 것이다.
본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법은 데이터 저장 시스템의 리트라이 제어 방법에 있어서, (a) 상기 데이터 저장 시스템의 온도를 측정하여 업데이트시키는 단계, (b) 리트라이 모드로 천이되는지를 판단하는 단계, (c) 상기 단계(b)의 판단 결과 리트라이 모드로 천이되는 경우에, 초기 설정된 복수의 리트라이 루틴 중에서 상기 단계(a)에서 업데이트된 온도에 대응되는 리트라이 루틴을 결정하는 단계 및 (d) 상기 단계(c)에서 결정된 리트라이 루틴에 따라서 파라미터들을 재설정하고 데이터 리드 또는 라이트를 실행하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

Description

데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브{Method for controlling adaptive retry process in data storage system and disc drive using the same}
도 1은 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 구성의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 적응적 리트라이 제어 방법이 적용되는 디스크 드라이브의 전기적인 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법의 흐름도이다.
도 4a, 4b, 4c는 각각 저온, 상온, 고온에 대응되는 리트라이 테이블의 일예를 도시한 것이다.
본 발명은 데이터 저장 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브 주위 온도에 따라서 세분화된 독립적 리트라이를 실행시키기 위한 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 공지 기술 문헌으로는 대한민국 특허공개공보 2000-182292 및 일본 공개특허공보 평11-195211 등이 있다.
대한민국 특허공개공보 2000-182292에는 리드 리트라이 시 성공한 리트라이의 파라미터 설정치를 통계 정보로 보존하고 통계 정보를 이용하여 디폴트 파라미터 값들을 갱신함으로써 라트라이 성공률을 높이는 기술이 제시되어 있으며, 일본 공개특허공보 평11-195211에는 MR 리드 센서의 저항치 변화를 이용하여 주위 온도를 감지하고, 감지된 온도를 이용하여 디스크 드라이브 성능을 보상하는 기술이 제시되어 있다.
일반적으로, 데이터 저장 장치의 하나인 하드디스크 드라이는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운영에 기여하게 된다. 이와 같은 하드디스크 드라이브는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크 회전 방향의 밀도인 BPI(Bit Per Inch)와 두께 방향의 밀도인 TPI(Track Per Inch)가 증대되는 추세에 있으므로 그에 따라 더욱 정교한 메커니즘이 요구된다.
따라서 하드디스크 드라이브가 고용량화, 소형화되면서 메커니즘의 특성 및 회로 특성이 변화하게 되면 데이터 리드 또는 라이트 동작 실행 중에 에러가 발생하기도 한다. 이를 개선하기 위하여 데이터의 리드 및 라이트 실행 도중에 에러가 발생되면 리트라이 프로세스(Retry Process)를 실행한다.
리트라이 프로세스에서는 데이터 리드 및 라이트에 관련된 각종 파라미터 값들을 순차적으로 변경시키면서 정해진 횟수만큼 반복하여 데이터 리드 또는 라이트 를 실행한다. 일부 특정 파라미터들은 온도에 매우 민감하게 반응하는 특징이 있다.
그런데, 종래의 기술에 따르면 온도에 관계없이 동일한 리트라이 테이블을 이용하여 정해진 단일의 리트라이 루틴에 따라서 파라미터 값들을 가변시키면서 리트라이를 실행함으로써, 디스크 드라이브의 주위 온도에 따라서 리트라이 성공률이 낮아지는 문제점이 발생되며, 심한 경우에는 리트라이에 의해서도 데이터 리드 및 라이트에 성공하지 못하고 실패하는 경우도 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 온도에 따른 복수의 리트라이 루틴을 설정하고, 감지된 온도에 대응되는 최적의 독립된 리트라이 루틴이 실행되도록 제어하는 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법은 데이터 저장 시스템의 리트라이 제어 방법에 있어서, (a) 상기 데이터 저장 시스템의 온도를 측정하여 업데이트시키는 단계, (b) 리트라이 모드로 천이되는지를 판단하는 단계, (c) 상기 단계(b)의 판단 결과 리트라이 모드로 천이되는 경우에, 초기 설정된 복수의 리트라이 루틴 중에서 상기 단계(a)에서 업데이트된 온도에 대응되는 리트라이 루틴을 결정하는 단계 및 (d) 상기 단계(c)에서 결정된 리트라이 루틴에 따라서 파라미터들을 재설정하고 데이터 리드 또는 라이트를 실행하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 적응적 리트라이 제어 방법을 이용한 디스크 드라이브는 데이터 저장 장치에 있어서, 온도별 복수의 리트라이 테이블 정보 및 온도 정보를 저장하는 메모리, 온도를 측정하기 위한 온도 센서, 상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 상기 메모리에 업데이트시키고, 리트라이 모드로 천이되는 경우에 상기 메모리에 저장된 정보들을 이용하여 업데이트된 온도 정보에 대응되는 리트라이 테이블 정보를 결정하고, 상기 결정된 리트라이 테이블에 따른 독립된 리트라이 루틴이 실행되도록 제어하는 콘트롤러 및 상기 콘트롤러에서 실행되는 리트라이 루틴에 따라서 파라미터들을 재설정하고, 재설정된 파라미터를 적용하여 데이터 라이트 또는 리드 프로세스를 실행하는 기록/판독 회로를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브(10)의 구성을 보여준다. 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 자기 디스크(12)를 포함하고 있다. 디스크 드라이브(10)는 디스크 표면(18)에 인접되게 위치한 변환기(16)를 또한 포함하고 있다.
변환기(16)는 각각의 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 변환기(16)는 각 디스크 표면(18)에 결합되어 있다. 비록 단일의 변환기(16)로 도시되어 설명되어 있 지만, 이는 디스크(12)를 자화시키기 위한 기록용 변환기와 디스크(12)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 변환기로 이루어져 있다고 이해되어야 한다. 읽기용 변환기는 자기 저항(MR : Magneto-Resistive) 소자로부터 구성되어 진다. 변환기(16)는 통상적으로 헤드(Head)라 칭해지기도 한다.
변환기(16)는 슬라이더(20)에 통합되어 질 수 있다. 슬라이더(20)는 변환기(16)와 디스크 표면(18)사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 슬라이더(20)는 헤드 짐벌 어셈블리(22)에 결합되어 있다. 헤드 짐벌 어셈블리(22)는 보이스 코일(26)을 갖는 엑츄에이터 암(24)에 부착되어 있다. 보이스 코일(26)은 보이스 코일 모터(VCM : Voice Coil Motor 30)를 특정하는 마그네틱 어셈블리(28)에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(26)에 공급되는 전류는 베어링 어셈블리(32)에 대하여 엑츄에이터 암(24)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 엑츄에이터 암(24)의 회전은 디스크 표면(18)을 가로질러 변환기(16)를 이동시킬 것이다.
정보는 전형적으로 디스크(12)의 환상 트랙 내에 저장된다. 각 트랙(34)은 일반적으로 복수의 섹터를 포함하고 있다. 각 섹터는 데이터 필드(data field)와 식별 필드(identification field)를 포함하고 있다. 식별 필드는 섹터 및 트랙(실린더)을 식별하는 그레이 코드(Gray code)로 구성되어 있다. 변환기(16)는 다른 트랙에 있는 정보를 읽거나 기록하기 위하여 디스크 표면(18)을 가로질러 이동된다.
도 2는 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 전기적인 회로를 보여준다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 드라이브는 디스크(12), 변환기(16), 프리 앰프(210), 기록/판독 채널(220), 호스트 인터페이스(230), 콘트롤러(240), 메모리(250), 온도 센서(260) 및 보이스 코일 모터(VCM) 구동부(270)를 구비한다.
위의 프리 앰프(210) 및 기록/판독 채널(220)을 포함하는 회로 구성을 기록/판독 회로라 칭하기로 한다.
메모리(250)에는 디스크 드라이브를 제어하기 위한 각종 프로그램 및 데이터들이 저장되어 있으며, 특히 본 발명의 실시 예에 의한 적응적 리트라이 제어 방법을 실행시키기 위하여 온도별 복수의 리트라이 테이블 정보 및 온도 정보들이 저장된다. 이때 메모리(250)는 비휘발성 메모리로 설계한다.
온도별 복수의 리트라이 테이블은 일실시 예로서, 도 4a에 도시된 바와 같은 저온 리트라이 테이블, 도 4b에 도시된 바와 같은 상온 리트라이 테이블, 도 4c에 도시된 바와 같은 고온 리트라이 테이블로 세분화하여 설정할 수 있다.
저온 리트라이 테이블은 저온에서 디스크 드라이브가 최적의 성능을 발휘하도록 리트라이 파라미터 값들을 설정하고, 특히 저온 특성을 보상하기 위하여 리드 바이어스 전류(Read Bias Current)를 증가시키도록 설계하여 비트 에러 레이트(Bit Error Rate)를 개선한다.
상온 리트라이 테이블은 상온에서 디스크 드라이브가 최적의 성능을 발휘하도록 리트라이 파라미터 값들을 설정하고, 특히 상온에서는 리드 바이어스 전류를 RCO(Read Channel Optimize)에서 선택된 디폴트 값만을 사용하도록 설계한다.
그리고, 고온 리트라이 테이블은 고온에서 디스크 드라이브가 최적의 성능을 발휘하도록 리트라이 파라미터 값들을 설정하고, 특히 고온 특성을 보상하기 위하여 리드 바이어스 전류(Read Bias Current)를 감소시키도록 설계하여 헤드의 수명을 연장시킨다.
본 발명의 일실시 예에서는 리트라이 테이블을 저온, 상온, 고온의 3가지로 분류하여 설정하였으나, 온도별로 리트라이 테이블을 보다 세분화하여 온도별 리트라이 테이블의 개수를 증가시킬 수도 있다.
우선, 일반적인 디스크 드라이브의 동작을 설명하면 다음과 같다.
데이터 읽기(Read) 모드에서, 디스크 드라이브는 디스크(12)로부터 변환기(16 ; 일명 헤드라 칭함)에 의하여 감지된 전기적인 신호를 프리 앰프(210)에서 신호 처리에 용이하도록 증폭시킨다. 그리고 나서, 기록/판독 채널(220)에서는 증폭된 아날로그 신호를 호스트 기기(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 부호화시키고, 스트림 데이터로 변환하여 호스트 인터페이스(230)를 통하여 호스트 기기로 전송한다.
반대로 데이터 쓰기(Write) 모드에서, 디스크 드라이브는 호스트 기기로부터 데이터를 입력받아 호스트 인터페이스(230)에 내장된 버퍼(도면에 미도시)에 일시 저장시킨 후에, 버퍼에 저장된 데이터를 순차적으로 출력하여 기록/판독 채널(220)에 의하여 기록 채널에 적합한 바이너리 데이터 스트림으로 변환시킨 후에 프리 앰프(210)에 의하여 증폭된 기록 전류를 변환기(16)를 통하여 디스크(12)에 기록시킨다.
콘트롤러(240)는 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor), 마이크로프로세서, 마이크로콘트롤러 등이 된다. 콘트롤러(240)는 디스크(12)로부터 읽거나 또는 디스크(12)에 정보를 기록하기 위하여 기록/판독 채널(220)로 제어신호를 공급한다. 정보는 전형적으로 R/W 채널로부터 호스트 인터페이스 회로(2320)로 전송된다. 호스트 인터페이스 회로(230)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위하여 디스크 드라이브를 허용하는 버퍼 메모리 및 제어 회로를 포함하고 있다.
콘트롤러(240)는 보이스 코일(26)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동 회로(270)에 또한 결합되어 있다. 콘트롤러(240)는 VCM의 여기 및 변환기(16)의 움직임을 제어하기 위하여 VCM 구동 회로(270)로 제어신호를 공급한다.
콘트롤러(240)는 플레쉬 메모리 소자와 같은 비휘발성 메모리 소자(250)에 결합되어 있다. 메모리 소자(250)는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 콘트롤러(240)에 의하여 사용되어지는 명령어 및 데이터가 저장되어 있다. 소프트웨어 루틴의 하나로서 한 트랙에서 다른 트랙으로 변환기(16)를 이동시키는 시크 루틴이 있다. 시크 루틴은 변환기(16)를 정확한 트랙으로 이동시키는 것을 보증하기 위한 서버 제어 루틴을 포함하고 있다.
또한, 콘트롤러(240)는 온도 센서(260)에서 측정된 온도 정보를 메모리(250)에 주기적으로 업데이트시키고, 리트라이 모드로 천이되는 경우에 메모리(250)에 저장된 정보들을 이용하여 업데이트된 온도 정보에 대응되는 리트라이 테이블 정보를 결정하고, 결정된 리트라이 테이블에 따른 독립된 리트라이 루틴이 실행되도록 제어한다.
즉, 콘트롤러(240)는 리트라이 모드로 천이된 경우에 메모리(250)에 저장된 온도 정보를 읽어내고, 메모리(250)에 저장된 복수의 리트라이 테이블 중에서 읽어낸 온도 정보에 대응되는 온도의 리트라이 테이블 정보를 읽어내고, 읽어낸 리트라이 테이블 정보를 이용하여 리트라이 횟수에 따라서 데이터 리드 또는 데이터 라이트 성능에 관련된 리트라이 파라미터들을 재설정한 후에 데이터 리드 또는 라이트를 반복하여 실행하도록 제어한다.
그러면, 본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법을 도 3의 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 콘트롤러(240)는 온도 센서(250)에서 측정된 디스크 드라이브의 온도를 주기적으로 메모리(250)에 업데이트시킨다(S310).
그리고, 콘트롤러(240)는 호스트 기기(도면에 미도시)로부터 입력되는 명령에 따라서 데이터 리드 또는 데이터 라이트를 실행하면서, 데이터 리드 또는 라이트에 에러가 발생되어 리트라이 모드로 천이되는지를 판단한다(S320).
단계320(S320)의 판단 결과 리트라이 모드로 천이되는 경우에 콘트롤러(240)는 메모리(250)에 저장된 복수의 리트라이 테이블 중에서 현재까지 업데이트되어 메모리(250)에 저장된 온도에 대응되는 리트라이 테이블을 검색하여 리트라이 루틴을 결정한다(S330).
그리고 나서, 검색된 해당 온도의 리트라이 테이블을 이용하여 리트라이 루틴에 의하여 리트라이 횟수에 따라서 순차적으로 파라미터를 변경시키면서 데이터 리드 또는 라이트를 실행한다(S340).
이와 같은 리트라이 제어 동작에 따라서 디스크 드라이브의 주위 온도에 따라서 해당 온도에 적합한 독립된 리트라이 루틴을 실행할 수 있게 되었다.
본 발명은 방법, 장치, 시스템 등으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필연적으로 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되어 질 수 있으며 또는 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체는 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 매체도 포함한다. 프로세서 판독 가능 매체의 예로는 전자 회로, 반도체 메모리 소자, ROM, 플레쉬 메모리, 이레이져블 ROM(EROM : Erasable ROM), 플로피 디스크, 광 디스크, 하드디스크, 광 섬유 매체, 무선 주파수(RF) 망, 등이 있다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 망 채널, 광 섬유, 공기, 전자계, RF 망, 등과 같은 전송 매체 위로 전파될 수 있는 어떠한 신호도 포함된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다. 즉, 본 발명은 하드디스크 드라이브를 포함하는 각종 디스크 드라이브에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 종류의 데이터 저장 장치에 적용될 수 있음은 당연한 사실이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 디스크 드라이브의 온도에 따라서 해당 온도에 적합한 독립된 리트라이 루틴이 실행되도록 제어함으로써, 리트라이 성공률을 높일 수 있어 디스크 드라이브의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 발생된다.

Claims (7)

  1. 데이터 저장 시스템의 리트라이 제어 방법에 있어서,
    (a) 상기 데이터 저장 시스템의 온도를 측정하여 주기적으로 상기 측정된 온도 정보를 업데이트시키는 단계;
    (b) 리트라이 모드로 천이되는지를 판단하는 단계;
    (c) 상기 단계(b)의 판단 결과 리트라이 모드로 천이되는 경우에, 초기 설정된 온도별 복수의 리트라이 테이블 정보 중에서 상기 단계(a)에서 업데이트된 온도 정보에 대응되는 리트라이 테이블 정보를 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 단계(c)에서 상기 결정된 리트라이 테이블에 따른 독립된 리트라이 루틴에 따라서 파라미터들을 재설정하고 데이터 리드 또는 라이트를 반복하여 실행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 리트라이 테이블에 따른 리트라이 루틴은 온도별로 세분화시키고, 각 온도별 리트라이 루틴은 해당 온도에서 각각 독립적으로 실행됨을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 리트라이 테이블에 따른 리트라이 루틴은 적어도 상온, 저온, 고온의 독립된 리트라이 루틴으로 설계됨을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법.
  4. 데이터 저장 장치에 있어서,
    온도별 복수의 리트라이 테이블 정보 및 온도 정보를 저장하는 메모리;
    온도를 측정하기 위한 온도 센서;
    상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 상기 메모리에 주기적으로 업데이트시키고, 리트라이 모드로 천이되는 경우에 상기 메모리에 저장된 정보들을 이용하여 업데이트된 온도 정보에 대응되는 리트라이 테이블 정보를 결정하고, 상기 결정된 리트라이 테이블에 따른 독립된 리트라이 루틴이 실행되도록 제어하는 콘트롤러; 및
    상기 콘트롤러에서 실행되는 리트라이 루틴에 따라서 파라미터들을 재설정하고, 재설정된 파라미터를 적용하여 데이터 라이트 또는 리드를 반복하는 프로세스를 실행하는 기록/판독 회로를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 리트라이 테이블에 따른 리트라이 루틴은 온도별로 세분화시키고, 각 온도별 리트라이 루틴은 해당 온도에서 각각 독립적으로 실행됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  6. 제4항에 있어서, 상기 복수의 리트라이 테이블에 따른 리트라이 루틴은 적어도 상온, 저온, 고온의 독립된 리트라이 루틴으로 설계됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  7. 제4항에 있어서, 상기 콘트롤러는 상기 온도 센서에서 측정된 온도 정보를 주기적으로 상기 메모리에 업데이트시키도록 제어함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
KR1020030087942A 2003-12-05 2003-12-05 데이터 저장 시스템에서의 적응적 리트라이 제어 방법 및이를 이용한 디스크 드라이브 KR100555536B1 (ko)

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