KR100559265B1

KR100559265B1 - 데이터 기록 개시 타이밍의 보상 방법 및 이것을 이용한자기 디스크 장치

Info

Publication number: KR100559265B1
Application number: KR1020030085894A
Authority: KR
Inventors: 요시다히또시; 이또야스유끼; 이또기요따다
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-11-29
Publication date: 2006-03-10
Also published as: EP1463055A3; SG126738A1; EP1463055A2; JP2004295985A; TWI260597B; US7106534B2; US20040190174A1; KR20040086132A; CN1272767C; TW200423068A; CN1534599A

Abstract

기록 헤드와 재생 헤드의 헤드 갭 간격에 기인하는 기록/재생 시의 시간 차를 헤드별로 보상한다. 기록 헤드와 재생 헤드와의 헤드 갭 간격을 갖는 자기 디스크 장치에서의 데이터 기록의 개시 타이밍을 헤드별로 보상하는 보상 방법으로서, 미리 정해진 특수 패턴을 기록하여 재생하여 헤드별 헤드 갭 간격을 계측하고, 계측된 헤드별 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차에 기초하여 데이터의 기록 개시 타이밍을 헤드별로 변경하여 보상한다. 이에 의해, 헤드 갭 간격의 변동에 의해 발생되는 시간 차의 변동을 양호한 정밀도로 계측하고, 자기 디스크에 데이터를 기록할 때의 라이트 게이트의 타이밍을 헤드별로 보상하여, 헤드 갭 간격의 변동에 상관없이 원하는 물리 위치에 데이터를 기록할 수 있으며, 포맷 효율을 향상시켜, 대용량 기록을 가능하게 한다.

헤드, 갭, 보상

Description

데이터 기록 개시 타이밍의 보상 방법 및 이것을 이용한 자기 디스크 장치{METHOD OF COMPENSATING DATA RECORDING START TIMING AND MAGNETIC DISK DEVICE USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기 디스크 장치의 전체 구성과 그 기능을 설명하는 도면.

도 2는 본 실시예에 따른 기록 헤드와 재생 헤드의 타이밍 어긋남을 보상하는 기능을 설명하는 도면.

도 3은 본 실시예에 따른 기록 헤드와 재생 헤드의 헤드 갭 간격이 노미널인 경우, 큰 경우, 작은 경우에 있어서의 기록 개시 타이밍의 형태를 나타내는 도면.

도 4는 종래 기술에 관한 자기 디스크 장치의 일반적인 기록 재생의 형태를 설명하는 도면.

도 5는 종래 기술에 있어서의 기록 헤드와 재생 헤드의 타이밍 어긋남을 설명하는 도면.

도 6은 종래 기술에 있어서의 갭 변동을 보상하지 않을 때의 포맷을 설명하는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 자기 디스크

2 : 자기 헤드

2a : 재생 헤드

2b : 기록 헤드

3 : 슬라이더

11 : 서보 신호

12 : 데이터 섹터

21 : 재생 회로

22 : 기록 회로

23 : 게이트 생성 회로

24 : 갭 보상 회로

25 : 패턴 생성 회로

26 : 갭 계측 회로

27 : 컨트롤러

28 : 메모리

본 발명은 데이터의 기록 재생을 행하는 자기 디스크 장치에 관한 것으로, 특히 기록 헤드와 재생 헤드를 별도로 설치한 자기 디스크 장치 및 데이터 기록 개시 타이밍의 보상 방법에 관한 것이다.

자기 디스크 상의 정해진 위치에 기록 재생의 최소 단위인 데이터 섹터를 형성하고, 기록 재생을 행하는 자기 디스크 장치에 있어서, 자기 디스크를 회전시키면서 자기 헤드에 의해 데이터의 기록 재생을 행할 때에, 데이터 섹터는 자기 디스크의 동심원 형상으로 배치되어 있다. 도 4는 종래 기술에 관한 자기 디스크 장치의 일반적인 기록 재생의 형태를 설명하는 도면으로, 도 4에 도시한 바와 같이 자기 디스크(1)에는 미리 회전 방향에 대하여 등간격으로 반경 방향의 정보를 포함하는 서보 신호(11)가 기입되어 있으며, 정해진 데이터 섹터(12)로 기록 재생을 행하는 경우에는, 우선 자기 디스크(1)의 반경 방향에 대하여, 서보 신호(11)의 정보에 기초하여 자기 헤드(2)가 부착된 회전계 지지 아암(도시 생략)을 가동함으로써 위치 결정된다.

다음으로, 디스크 회전 방향의 위치를 특정하기 위해서, 디스크의 물리적 위치를 인식할 수 있는 신호, 예를 들면 서보 신호(11)의 종료를 기준으로 하여, 이 기준 위치로부터 데이터 섹터의 선두까지(서보 신호(11) 사이에는, 통상 수 개의 데이터 섹터가 존재함) 자기 디스크(1)가 회전하여 자기 헤드(3)가 이동하기까지의 대기 시간 T의 상당분을 클럭 등으로 계수하여, 기록용 게이트(이하, 라이트 게이트라고 함) 또는 재생용 게이트(이하, 리드 게이트라고 함)를 어서트시킨다.

라이트 게이트가 어서트된 경우에는, 자기 헤드(3)에 기록용 기록 전류가 흘러, 자기 헤드(3)에 의해 자기 정보로 변환된 신호가 자기 디스크(1)에 기록된다. 또한, 리드 게이트가 어서트된 경우에는, 자기 디스크(1) 상의 자기 정보가 자기 헤드(3)에 의해 전기 정보로 재생되고, 증폭기 등의 회로를 통해서 기록되어 있던 데이터가 호스트에 전송된다.

상술된 바와 같이, 라이트 게이트나 리드 게이트를 어서트하는 위치는 자기 디스크 상의 물리적 위치를 특정할 필요가 있지만, 자기 디스크 상의 물리 위치를 특정하기 위한 신호는 재생 헤드로부터 재생되는 서보 신호에 기초하여 정해진다. 도 5에는 종래 기술에 있어서의 기록 헤드와 재생 헤드의 타이밍 어긋남을 도시하고 있으며, 도시한 바와 같이 기록 헤드와 재생 헤드를 별도로 설치하여, 양 헤드에 의해 기록 재생을 행하는 자기 디스크 장치에 있어서, 기록 헤드(2b)가 재생 헤드(2a)에 대하여, 후방으로 거리 L만큼 떨어져 부착되어 있는 헤드인 경우, 서보 신호(11)에 의해 정해진 기준 위치로부터 대기 시간 T의 상당분 경과했을 때에는 재생 헤드(2a)는 데이터 섹터(12)의 선두 위치로 되어 있지만, 기록 헤드(2b)는 데이터 섹터(12)의 데이터 섹터(12)의 선두가 아니고, 앞의 섹터에 위치하게 된다. 따라서, 이 타이밍에서 라이트 게이트를 어서트하여 기록하기 시작하면, 앞 섹터의 데이터를 소실하게 된다. 또한, 서보 신호 직후에 위치하는 데이터 섹터를 기록하는 경우에는 서보 신호까지 소실되는 경우가 있다.

이러한 자기 헤드로 기록하는 경우에는, 자기 디스크의 회전에 따라 기록 헤드가 기록하고자 하는 데이터 섹터의 선두 위치까지 이동하여 오는 것을 대기하여 라이트 게이트를 어서트하고, 기록 동작을 행하지 않으면 안된다. 이 시간 차 TG는 기록 헤드와 재생 헤드의 갭간 거리 L과 자기 디스크와 자기 헤드의 상대 속도 v에 의존한다. 이 때문에, 자기 디스크의 회전 속도가 일정한 자기 디스크 장치에서는 자기 디스크와 자기 헤드와의 상대 속도 v가 자기 디스크의 반경 위치에 따라 달라지므로, 시간 차 TG는 반경 위치에 따라 보상할 필요가 있고, 이 반경 위치의 상대 속도의 대책이 제안되어 있다(특허 문헌 1을 참조).

또한, 종래 기술로서, 헤드마다 서로 다른 헤드 갭 간격 L에 의해 발생되는 시간 차 TG를 계측하여, 각각의 헤드에 있어서 시간 차 TG를 보상하고자 하는 개념이 제안되어 있다(특허 문헌 2를 참조).

[특허 문헌 1]

일본 특개평6-176486호 공보

[특허 문헌 2]

일본 특개평09-115124호 공보

그런데, 일반적으로, 자기 디스크 장치에서는 갭간 거리 L은 헤드 개별의 값으로, 제조 상 어느 정도의 변동이 존재하기 때문에, 보상해야 할 시간 차 TG는 헤드마다 서로 다르다. 그리고, 갭간 거리 L을 헤드별로 측정하는 것이 어렵고, 갭간 거리 L에 관해서는 대표값을 이용하여, 자기 디스크와 자기 헤드와의 상대 속도 v에 의한 변화량만을 보상하고 있기 때문에, 헤드마다 발생하는 시간 차 TG의 변동에 관해서는, 도 6의 (1)에 도시한 바와 같이 데이터 섹터의 포맷에 용장성을 갖게 함으로써(도시하는 영역 A, B, C를 부설함으로써, 그 상세는 후술함) 흡수하고 있다. 여기서, 도 6은 기록 헤드와 재생 헤드의 거리(격차)인 갭 변동을 보상하지 않을 때의 포맷을 설명하는 도면이다.

통상, 데이터 섹터의 포맷에는 최저 필요한 영역으로서, 기록 시와 재생 시 와의 사이에 발생하는 주파수나 위상 어긋남을 보정하기 위한 Preamble 영역과, 데이터의 선두를 나타내는 Sync 영역과, 기록해야 할 정보가 포함된 Data 영역이 있다. 그러나, 도 6에 도시하는 포맷에는 시간 차 TG의 변동을 흡수하기 위한 영역 A, B 및 C가 여분으로 존재한다.

영역 A, B는 기록 시에 시간 차 TG의 변동에 의해 이전 섹터나 다음 섹터를 소실하지 않도록 하기 위해서 필요한 영역이다. 상술된 바와 같이 라이트 게이트는 기록 헤드(2b)가 데이터 섹터(12)의 선두에 위치할 때에 어서트해야 한다. 그러나, 자기 디스크 상의 물리 위치를 특정하기 위한 신호는 재생 헤드(2a)로부터 재생되는 서보 신호이므로, 재생 헤드(2a)와 자기 디스크 상의 위치 관계는 정확하게 알 수 있지만, 기록 헤드(2b)의 위치는 시간 차 TG의 설정에 의지할 수밖에 없다. 따라서, 헤드마다 발생하는 변동을 보상하지 않고 동일한 시간 차 TG로 기록 동작을 행하는 경우, 헤드 갭 간격에 상관없이 동일한 타이밍으로 라이트 게이트가 어서트된다. 이 때, 동일한 물리 어드레스를 갖는 데이터 섹터(12)를 헤드 갭 간격 L이 설계값보다 큰 헤드로 기록한 경우에는, 도 6의 (2)에 도시한 바와 같이 본래 있어야 할 자기 디스크 상의 물리적 위치보다 전방에 어긋난 위치에 기록되기 때문에 이전 섹터의 데이터를 소실할 우려가 있다. 영역 A는 이를 방지하기 위해서 필요하고, 헤드 갭 간격의 변동에 의해 전방에 기록되는 길이 분만큼 데이터 섹터의 앞에 기록하지 않는 영역을 형성해야 한다.

마찬가지로, 헤드 갭 간격 L이 설계값보다 작은 헤드로 기록한 경우에는, 도 6의 (3)에 도시한 바와 같이 본래의 자기 디스크 상의 물리적 위치보다 후방에 어 긋난 위치에 기록되기 때문에, 다음 섹터의 데이터를 소실하지 않도록, 헤드 갭 간격의 변동에 따라 후방에 기록되는 길이 분만큼 데이터 섹터의 뒤에 기록하지 않는 영역 B를 형성해야 한다.

한편, 영역 C는 재생 시에 필요한 영역이다. 재생 동작은 통상 리드 게이트가 어서트됨으로써 시작하고, 우선 처음에 기록 시와의 사이에 발생된 주파수나 위상의 어긋남 분을 PLL 회로로 보정한다. 이 보정은 Preamble 영역에서 행해지고, 일반적으로 Preamble 영역은 보정하기 쉬운 일정 주기 패턴이 기록되어 있다. 그 후, 데이터의 선두를 나타내는 Sync 패턴을 서치하고, Sync 패턴이 발견된 경우에는 그 이후의 데이터를 호스트에 전송한다.

자기 디스크 상에 있어서의 재생 헤드(2a)의 물리적 위치는 알 수 있기 때문에, 리드 게이트를 어서트하는 타이밍은 데이터 섹터(12)의 선두 위치에서 정확하게 어서트할 수 있지만, 상술된 바와 같이 기록 시에 있어서 헤드 갭 간격의 변동에 따라 데이터가 기록되는 물리적 위치가 전후 뒤바뀌므로, 재생되는 신호는 헤드 갭 간격의 변동에 따라 다른 타이밍에서 재생되게 된다. 이 때, 리드 게이트가 어서트되는 타이밍이 위상 어긋남 등을 PLL 회로로 보정하기 위해서 필요한 Preamble 영역을 확보할 수 없으면, 위상 어긋남을 충분히 보정할 수 없어, 그 후의 Sync나 데이터를 정확하게 재생할 수 없게 되므로, 리드 게이트를 어서트하는 타이밍은 데이터가 가장 전방에 기록되는 헤드 갭 간격이 큰 헤드에 맞추어지게 된다.

그러나, 이 타이밍에서 리드 게이트를 어서트하면, 헤드 갭 간격이 작은 헤드인 경우는 데이터가 후방에 어긋나 기록되어 있기 때문에, 리드 게이트 어서트 후에 일정 시간 신호가 없는 상태가 계속되게 된다. 리드 게이트 어서트 후에는 PLL 회로에 의해 위상 어긋남 등을 보정하지만, PLL 회로 동작 중에 신호가 없는 상태가 계속되면 PLL 회로의 동작이 불안정하게 되어 이후의 보정을 할 수 없게 될 우려가 있기 때문에, 영역 C의 분만큼 Preamble 영역과 동일한 신호를 기록해야 한다.

이들의 여분의 영역이 있음으로써, 도 6에 도시하는 포맷에서는 자기 디스크 상에서 데이터로서 유효하게 사용할 수 있는 부분이 감소되어, 즉 포맷 효율이 저하되어, 자기 디스크 장치 전체의 용량을 확보하기 위해서 기록 밀도를 높여야 한다.

상술한 특허 문헌 1에서는 기록 헤드와 재생 헤드의 갭간 거리 L에 상당하는 시간 차 TG에 대하여, 자기 디스크의 반경 위치에 따른 보상을 행하고는 있지만, 헤드별 갭간 거리 L의 차를 보상하는 것에 대해서는 고려되고 있지 않다.

또한, 상술한 특허 문헌 2에는 헤드별 갭간 거리 L의 차에 주목하여 보상하여 상술한 여분의 영역(영역 A, B, C)을 없애어 포맷 효율을 높이고자 하는 개념은 일단 나타내고 있지만, 시간 차 TG를 계측하는 방법으로서, 기록용 게이트가 어서트되고 나서 기록 증폭기가 기록 전류를 흘리기까지의 지연에 의해 발생되는 기록할 수 없는 영역(스프라이스)을 이용하고 있다. 그러나, 이 계측 방법에 있어서의 스프라이스는 기록 증폭기의 특성에 의존하는 바가 크고, 또한 스프라이스의 길이 등이 상황에 따라 변화하기 때문에, 스프라이스 위치를 검출하는 것은 매우 어렵다.

본 발명의 목적은, 기록 헤드와 재생 헤드의 헤드 갭 간격의 변동에 의해 발생되는 시간 차 TG의 변동을 양호한 정밀도로 계측하고, 자기 디스크에 데이터를 기록할 때의 라이트 게이트의 타이밍을 헤드별로 보상하여, 헤드 갭 간격의 변동에 상관없이 원하는 물리 위치에 데이터를 기록함으로써, 포맷 효율을 향상시켜, 대용량 기록이 가능한 자기 디스크 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 주로 다음과 같은 구성을 채용한다.

기록 헤드와 재생 헤드와의 사이에 헤드 갭 간격을 갖는 자기 디스크 장치에서의 데이터 기록의 개시 타이밍을 헤드별로 보상하는 보상 방법으로서,

미리 정해진 특수 패턴을 기록하여 재생하여 헤드별 헤드 갭 간격을 계측하고,

상기 계측된 헤드별 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차에 기초하여 데이터의 기록 개시 타이밍을 헤드별로 변경하여 보상하는 구성으로 한다.

또한, 기록 헤드와 재생 헤드와의 사이에 헤드 갭 간격을 갖는 자기 디스크 장치에 있어서,

미리 정해진 특수 패턴을 기록하여 재생하여 헤드별 헤드 갭 간격을 계측하는 계측 수단과,

상기 계측 수단으로 계측한 헤드별 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차를 저장하는 기억 수단과,

상기 기억 수단으로부터 판독한 헤드별 시간 차에 기초하여 기록의 개시 타이밍을 헤드별로 보상하는 헤드 갭 보상 수단을 구비하는 구성으로 한다.

이러한 구성을 채용함으로써, 본 발명은 헤드 갭 간격의 변동에 의해 발생되는 시간 차의 변동을 양호한 정밀도로 계측하여, 자기 디스크에 데이터를 기록할 때의 라이트 게이트의 타이밍을 헤드별로 보상할 수 있다.

〈실시예〉

본 발명의 실시예에 따른 데이터 기록 개시 타이밍의 보상 방법 및 이를 이용한 자기 디스크 장치에 대하여, 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면서 이하 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기 디스크 장치의 전체 구성과 그 기능을 설명하는 도면이고, 도 2는 본 실시예에 따른 기록 헤드와 재생 헤드의 타이밍 어긋남을 보상하는 기능을 설명하는 도면이고, 도 3은 본 실시예에 따른 기록 헤드와 재생 헤드의 헤드 갭 간격이 노미널인 경우, 큰 경우, 작은 경우에 있어서의 기록 개시 타이밍의 형태를 나타내는 도면이다.

도 1에서, 본 발명의 실시예에 따른 자기 디스크 장치는 자기 디스크(1)에 데이터를 기록하기 위한 기록 헤드(2b)와, 데이터를 변조하여 기록 헤드(2b)에 기록 전류를 흘리기 위한 기록 회로(22)와, 자기 디스크(1)로부터 데이터를 재생하기 위한 재생 헤드(2a)와, 재생 헤드(2a)로부터 재생된 재생 신호를 증폭하여 복조하기 위한 재생 회로(21)와, 데이터의 기록 재생의 타이밍을 정하는 리드 게이트 및 라이트 게이트를 생성하기 위한 게이트 생성 회로(23)와, 헤드 갭 간격에 의해 발생되는 기록과 재생에 있어서의 시간 차 TG를 보상하는 갭 보상 회로(24)와, 헤드 갭 간격을 측정하기 위한 기록 패턴을 생성하는 패턴 생성 회로(25)와, 기록 패턴을 재생한 신호에 기초하여 헤드 갭 간격을 계측하는 갭 계측 회로(26)와, 호스트로부터 전송되는 기록 재생의 명령을 컨트롤하는 컨트롤러(27)와, 헤드 갭 간격에 의해 발생되는 시간 차 TG 등을 보존해 두는 메모리(28)를 구비한다.

자기 디스크(1)는 스핀들 모터(도시 생략)에 부착되고, 디스크를 회전시킴으로써, 데이터 기록 재생의 최소 단위인 데이터 섹터(12)가 동심원 형상으로 배치된다. 재생 헤드(2a) 및 기록 헤드(2b)는 자기 디스크(1)의 회전 방향으로 거리 L만큼 떨어져 슬라이더(3)에 부착되어 있으며, 회전계의 지지 아암(도시 생략)에 의해 자기 디스크(1)의 목적 반경 위치(이하, 트랙이라고 함)로 이동한다. 헤드를 반경 방향으로 위치 결정하기 위한 서보 신호(11)는 등간격으로 기록되어 있으며, 기록 재생의 최소 단위인 데이터 섹터(12)는 서보 신호 사이에, 예를 들면 3∼5개 정도 배치되어 있다.

게이트 생성 회로(23)는 기록 재생을 행하기 위해서 필요한 게이트(라이트 게이트와 리드 게이트)를 생성하는 회로이다. 컨트롤러(27)로부터 기록 재생의 전환 신호를 받아, 기록 시에는 라이트 게이트를 기록 회로(22)에 보내고, 재생 시에는 리드 게이트를 재생 회로(21)에 보낸다. 자기 디스크(1)의 회전 방향에 대하여 정확한 위치에서 게이트를 어서트하기 위해서 필요한 정보로서 서보 신호(11)를 사용한다. 서보 신호(11)는 미리 서보 라이터 등으로 자기 디스크(1) 상에 기록되어 있기 때문에, 자기 디스크(1)의 물리적 위치를 특정할 수 있다. 또한, 직전의 서보 신호(11)를 기준으로 하여, 그 기준 위치로부터 데이터 섹터의 선두까지 자기 디스크(1) 상을 재생 헤드(2a) 또는 기록 헤드(2b)가 이동하는 시간을 섹터 위치 정보(이하, 포맷 정보라고 함)로서 메모리(28)에 저장해 둔다(기록 헤드의 이동 시간 에 대해서는 후술한다).

실제의 기록 재생 동작 시에는, 재생 헤드(2a)에 의해 재생된 서보 신호(11)는 재생 회로(21)에 전송된다. 서보 신호(11)에는 서보 정보의 개시 위치를 나타내는 어드레스 마크 신호가 기록되어 있기 때문에, 재생 회로(21)에서는 어드레스 마크 신호의 검색을 행하여 서보 신호(11)의 복조를 행한다. 이 때, 어드레스 마크 신호의 검출 타이밍으로부터, 서보 신호(11)가 종료되는 타이밍을 정하고, 이 종료 타이밍을 나타내는 신호를 서보 신호(11)의 영역을 나타내는 기준 신호로 하여 게이트 생성 회로(23)에 전송한다. 게이트 생성 회로(23)는 포맷 정보로서 얻어지기 직전의 서보 신호(11)로부터 데이터 섹터의 선두 위치까지 재생 헤드(2a) 또는 기록 헤드(2b)가 이동하는 시간을 메모리(28)로부터 판독하고, 재생 회로(21)로부터 전송되는 기준 위치 신호로부터 판독한 시간을 클럭으로 계수하여, 게이트를 어서트시킨다.

이 때, 도 1에 도시한 바와 같은 기록 헤드(2b)가 재생 헤드(2a)보다 지연되는 경우, 직전의 서보 신호(11)(예를 들면, 상술한 기준 위치 신호)로부터 데이터 섹터의 선두까지 재생 헤드(2a)가 이동하는 시간과, 기록 헤드(2b)가 이동하는 시간이 서로 다르다. 이 때문에, 라이트 게이트를 어서트하는 타이밍은 리드 게이트를 어서트하는 타이밍보다 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 TG의 분만큼 지연될 필요가 있다. 이 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차 TG를 고려한 기록용 포맷 정보와 시간 차 TG를 고려하지 않은 재생용의 포맷 정보를 메모리(28) 내에 저장하면, 헤드 갭 간격에 의한 시간 차 TG를 게이트 생성 회로(23)만으로 보상할 수 있지만, 본 실시예에서는 전용의 갭 보상 회로(24)를 설치하는 것을 특징의 하나로 하는 것이다.

갭 보상 회로(24)에서는 재생 회로(21)가 만들어내는 서보 신호(11)의 영역을 나타내는 기준 위치 신호 A를 받아, 기록 시에만 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 TG의 분만큼 기준 위치 신호 A를 지연시켜, 게이트 생성 회로(23)에 전송한다. 이에 따라, 기록 시에 게이트 생성 회로(23)가 받는 기준 위치 신호 B는 기록 헤드(2b)와 자기 디스크(1)와의 위치 관계를 나타내는 신호로 보이기 때문에, 게이트 생성 회로(23)는 리드 게이트와 마찬가지의 타이밍에서 라이트 게이트를 조작할 수 있다. 또한, 헤드 갭 간격에 의해 발생되는 시간 차 TG는 헤드 및 트랙마다 다르기 때문에, 갭 보상 회로(24)에서는 해당 동작이 기록인지 재생인지를 인식하기 위한 전환 신호와 헤드 번호, 트랙 번호 등의 정보를 컨트롤러(26)로부터 받도록 해 둔다. 여기서, 갭 보상 회로(24)로부터 출력되는 기준 위치 신호 B는, 기록 시에는 헤드 갭 간격의 시간 차 TG의 분만큼 지연시킨 출력 신호이고, 재생 시에는 이 시간 차 TG의 분을 가미하지 않는 출력 신호로서, 이들의 출력 신호는 컨트롤러(27)로부터의 전환 신호로 전환된다.

메모리(28)에는 헤드별 및 트랙별 시간 차 TG를 보존해 두고, 컨트롤러(26)로부터 얻어지는 헤드 번호와 트랙 번호의 정보에 기초하여 보상하기 위한 시간 차 TG를 메모리(28)로부터 판독하면, 헤드별 및 트랙별 보정이 가능하게 된다. 또한, 이들 헤드 및 트랙마다 다른 시간 차 TG를 메모리에 보존하면 매우 큰 용량의 메모리가 필요하지만, 일정한 회전 속도로 회전하는 자기 디스크 장치에서는 다음의 수학식 1로부터 대표적인 트랙 위치 R1에서의 시간 차 TG1로부터, 트랙 위치 R에서의 필요한 시간 차 TG를 구할 수 있기 때문에, 메모리(28)에는 헤드별로 대표적인 시간 차만 보존해 두면 된다.

TG = TG1 ×R1 / R

다음으로, 패턴 생성 회로(25) 및 갭 계측 회로(26)를 이용하여, 헤드마다 서로 다른 시간 차 TG를 측정하는 방법에 대하여 도 2를 이용하여 설명한다. 처음에, 시간 차 TG를 측정하기 위한 데이터 패턴을 적당한 트랙 위치에 기록한다. 기록 방법은 상술한 데이터 섹터 기록과 마찬가지의 방법으로 행한다. 이 때, 게이트 생성 회로(23)가 메모리(28)로부터 판독하는 기준 위치 신호로부터 게이트 조작을 행하기까지의 시간을 T1로 하고, 갭 보상 회로(24)가 메모리(28)로부터 판독하는 시간 차 TG는 TG2로 한다. 이 TG2는 데이터 패턴을 기록했을 때에 서보 정보(11)를 소실하지 않도록 충분히 큰 값으로 해 둘 필요가 있다. 게이트 생성 회로(23)에 의해 생성된 라이트 게이트는 기록 회로(22), 패턴 생성 회로(25)에 보내지고, 라이트 게이트가 어서트되었을 때에 패턴 생성 회로(25)로부터 기록 회로(22)에 데이터 패턴이 보내지고, 기록 헤드(2b)를 거쳐, 자기 디스크(1) 상에 데이터가 기록된다.

패턴 생성 회로(25)에서는 헤드 갭 간격을 측정하기 위한 기록 패턴을 생성 한다. 도 2에 도시한 바와 같이 생성되는 기록 패턴에는, 기록 시와 재생 시와의 시간적인 어긋남을 검출하기 위해서, 기록 패턴 중에 유일하게 출현되는 특수 패턴 B를 포함하고, 그 전후의 패턴 A 및 C에는 패턴 B와 동일한 기록 패턴을 포함하지 않도록 한다. 패턴 A 및 C는 반드시 필요하지 않지만, 통상은 기록된 패턴을 정확하게 재생하기 위해서 기록 시와 재생 시와의 사이에 발생하는 주파수나 위상 어긋남을 보정하기 위한 Preamble 패턴이 필요하기 때문에, 패턴 A는 Preamble 패턴으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 패턴 C를 기록하지 않는 경우에는 재생 시에 이 부분의 재생 패턴이 부정이 되어, 패턴 B를 오류 검출할 가능성이 발생하기 때문에, 패턴 B와는 다른 패턴을 기록하는 것이 바람직하다.

도 2에 도시하는 기록 패턴은, 통상의 데이터 라이트 시에 이용되는 기록 패턴의 Preamble부를 패턴 A, Sync부를 패턴 B, 데이터부를 패턴 C라고 간주할 수 있기 때문에, 패턴 생성 회로(25)를 별도로 형성하지 않고 통상의 데이터 패턴 생성 회로를 이용해도 된다.

이상과 같이 도 2를 참조하여, 헤드 갭 간격 L에 의해 발생되는 시간 차 TG1을 측정하기 위한 데이터 패턴은, 예를 들면 헤드 갭 간격의 표준 길이 L에 상당하는 시간 차 TG2를 지연시킨 기준 위치 신호 B로부터, 자기 헤드가 데이터 섹터의 선두에 달하기까지 요하는 시간 T1을 더욱 늦춘 시점에서, 패턴 A, 패턴 B 및 패턴 C를 기록하는 것이다. 여기서, 패턴 B는 다른 기록 패턴과는 구별할 수 있는 특수 패턴으로, 도 6의 (1)에 도시하는 Sync 패턴을 이용해도 되는 것이다.

다음으로, 기록된 데이터 패턴의 재생을 행한다. 이 때, 갭 보상 회로(24) 에 있어서의 기준 위치 신호의 지연은 없고, 게이트 생성 회로(23)는 기록 시와 마찬가지로 기준 위치 신호 B로부터 T1 후에 리드 게이트를 어서트하여 재생을 행한다. 이 때, 재생된 파형으로부터 갭 측정 회로(26)에 있어서 헤드 갭 간격의 측정을 행한다. 갭 측정 회로(26)에서는 재생 패턴 내에 패턴 B가 존재하는지를 체크한다. 단, 갭 측정 회로(26)에서는 이 패턴 체크를 행하는 기간을 제한하는 Window를 갖고, 이 Window 내에 패턴 B가 존재하는 경우에만 재생 패턴 내에 패턴 B가 존재한 것으로 판정시킨다. 이 Window의 폭을 패턴 B의 폭과 동일하게 해 두면, 도 2에 도시한 바와 같이 재생 시의 패턴 B의 위치와 Window의 위치가 일치하였을 때에만, 갭 측정 회로(26)는 패턴 B가 존재한다고 인식할 수 있다. 이 때의 리드 게이트가 어서트하고 나서 Window까지의 지연 시간 T2를 계측한다.

환언하면, 도 2를 참조하여, 패턴 B 검출용 Window에서, 예를 들면, 온 상태로 하는 기간은 패턴 B의 기간과 일치시키고, 그 온 상태로 하는 타이밍, 즉 Window 지연 기간 T2를 적당히 가감하여, 특수 패턴인 패턴 B가 Window 내에서 재생된 패턴과 일치하는지를 갭 측정 회로로 검출한다. 이 패턴이 일치했을 때의 재생 출력을 얻었을 때의 Window 지연 시간 T2를 본래의 Window 지연 기간 T2로서 채용한다. 그 결과, 패턴 A를 기록하는 데 요하는 시간을 TA로 하면, 도 2에 도시하는 위치 관계로부터, 측정 트랙 위치에서의 헤드 갭 간격에 의해 발생되는 시간 차 TG1이 다음의 수학식 2에 의해 산출할 수 있다.

TG1 = TG2 + T1 + TA(패턴 A의 길이) - T1 -T2

여기서, (TG2 + T1 + TA)는 기록 헤드에 의해 기준 위치 신호 A로부터 패턴 B의 기록 시단(始端)까지 기록하는 데 요하는 시간이고, T1은 재생 시에 기준 위치 신호 A로부터 데이터 섹터의 선두에 달하기까지 요하는 시간이고(재생 시이므로 도 1에 도시하는 기준 위치 신호 A와 B의 타이밍은 일치함), T2는 계측 시간으로서 패턴 A의 길이 TA에 상당하는 시간이다. 그리고, (T1+T2)는 재생 헤드에 의해 기준 위치 신호 A로부터 패턴 B의 기록 시단까지 재생하는 데 요하는 시간이다.

또한, 실제의 헤드 갭 간격 L은 측정 트랙에서의 헤드 이동 속도를 v로 하면, 다음의 수학식 3으로 나타내는 식으로 표시된다.

L = TG1 ×v

헤드 갭 간격에 의해 발생되는 시간 차 TG를 트랙마다 메모리(28)에 갖게 하는 경우에는 전체 트랙분을 측정해도 되지만, 상술한 수학식 1에 의해 전체 트랙분의 시간 차는 계산할 수 있고, 이들 결과를 필요에 따라 메모리(28)에 보존할 수도 있다.

상술한 방법으로 계측된 시간 차 TG1에 기초하여, 갭 보상 회로(24)에 의해 헤드 갭 간격에 의해 발생되는 시간 차를 보상하여 데이터를 기록했을 때의 포맷을 도 3에 도시한다. 헤드 갭 간격이 노미널인 헤드 A에서 계측된 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차 TG1을 시간 차 TGA로 한다. 이 값을 메모리(28)에 기억해 둠으로써, 갭 보상 회로(24)에 있어서 데이터 기록 시에만, 기준 위치 신호 A를 이 시간 차 TGA의 분만큼 늦춘다. 그 결과, 도 3의 (1)에 도시한 바와 같이 라이트 게이트 가 어서트되는 타이밍은 리드 게이트가 어서트되는 타이밍보다 시간 차 TGA의 분만큼 지연됨으로써, 리드 게이트가 어서트되는 타이밍은 데이터 섹터의 선두와 일치한다.

한편, 도 3의 (2)를 참조하여, 헤드 갭 간격이 큰 헤드에서는 도 2에 도시되는 자기 디스크 상의 신호가 전방에 어긋나 기록되기 때문에, 패턴 B가 검출되는 시간 T2가 짧아진다. 그 결과, 계측되는 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차 TG1은 상기 시간 차 TGA보다 길어진다. 이 시간 차를 TGB로 하면, 리드 게이트를 어서트하는 타이밍이 노미널 헤드 갭 간격의 헤드 A와 동일한 타이밍에서도, 라이트 게이트가 어서트되기까지의 시간 차 TGB가 길어지기 때문에, 리드 게이트와 데이터의 선두 위치가 일치한다. 또한, 이전의 데이터를 소실하지도 않는다.

마찬가지로, 도 3의 (3)을 참조하여, 헤드 갭 간격이 작은 헤드에서는 도 2에 도시되는 자기 디스크 상의 신호가 후방에 어긋나 기록되기 때문에, 패턴 B가 검출되는 시간 T2가 길어진다. 그 결과, 계측되는 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차 TG1은 상기 시간 차 TGA보다 짧아진다. 이 시간 차를 TGC로 하면, 리드 게이트를 어서트하는 타이밍이 노미널 헤드 갭 간격의 헤드 A와 동일한 타이밍에서도, 라이트 게이트가 어서트되기까지의 시간 차 TGC가 짧아지기 때문에, 리드 게이트와 데이터의 선두 위치가 일치한다. 또한, 이후의 데이터를 소실하지도 않는다.

이와 같이 각각의 헤드에 있어서 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차 TG1을 계측하고, 계측된 시간에 따라 라이트 게이트를 어서트하는 타이밍을 TGA, TGB, TGC와 같이 보상함으로써, 동일 물리 어드레스를 갖는 데이터 섹터(12)를 각각의 헤드 로 기록하였을 때에, 자기 디스크(1) 상에 있어서의 물리적 위치가 헤드의 갭 간격의 변동에 상관없이 일치한다. 그 결과, 도 6에 도시하는 불필요한 영역 A, B, C를 삭제할 수 있어, 포맷 효율을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자기 디스크 장치의 특징은, 다음과 같은 구성과 기능 내지 작용을 발휘하는 것이다. 즉, 자기 디스크 상의 정해진 위치에 기록 재생의 최소 단위인 데이터 섹터를 형성하고, 기록 헤드와 재생 헤드를 별도로 설치하여 기록 재생을 행하는 자기 디스크 장치에 있어서, 자기 디스크에 데이터를 기록할 때에, 기록 개시의 타이밍을 헤드별로 조정할 수 있는 보상 회로를 구비함으로써, 기록 헤드와 재생 헤드 사이의 헤드 갭 간격에 의해 발생되는 시간 차 TG를 헤드별로 보상한다. 이에 의해, 헤드 갭 간격의 변동에 상관없이 원하는 물리 위치에 데이터를 기록할 수 있어, 포맷 효율이 향상된다.

또한, 본 실시예에 따른 자기 디스크 장치는 보상 회로에 의해 보상되어야 하는 헤드별 적정 시간 차 TG의 측정에 대하여, 미리 정해진 특수 패턴이 한 번만 출현하는 기록 패턴을 자기 디스크 상에서 기록하고, 그 패턴을 재생했을 때에, 재생된 패턴 중에 있어서의 특수 패턴의 위치와 재생 개시 타이밍과의 어긋남에 기초하여 헤드 갭 간격을 계측하는 갭 계측 회로를 포함하는 구성이다.

본 발명에 따르면, 기록 헤드와 재생 헤드를 별도로 설치함으로써 발생하는 자기 디스크 회전 방향의 헤드 갭 간격을 측정할 수 있어, 헤드 갭 간격에 기인하는 기록/재생 시의 시간 차를 헤드별로 보상함으로써, 포맷 효율이 향상되고, 대용 량 기록이 가능하게 된다.

Claims

기록 헤드와 재생 헤드와의 사이에 헤드 갭 간격을 갖는 자기 디스크 장치에서의 데이터 기록의 개시 타이밍을 헤드별로 보상하는 보상 방법에 있어서,

미리 정해진 특수 패턴을 기록하고 재생하여 헤드별 헤드 갭 간격을 계측하고,

시간차 = (계측된 헤드 갭 간격)/(계측한 트랙에서의 헤드 이동 속도)

로 나타나는 상기 계측된 헤드별 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차에 기초하여 데이터의 기록 개시 타이밍을 헤드별로 변경하여 보상하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 개시 타이밍의 보상 방법.
제1항에 있어서,

트랙 번호별 시간차 = 상기 시간차×(계측 트랙에서의 헤드 이동 속도/해당 트랙에서의 헤드 이동 속도)×(cos θA / cosθB), (여기서, θA는 해당 트랙에서의 스큐(skew)각, θB는 계측 트랙에서의 스큐(skew) 각)

로 나타나는 트랙 번호별 기록과 재생의 개시 타이밍을 보상하는 시간 차를 구하고, 상기 트랙 번호별 시간 차에 기초하여 데이터의 기록 개시 타이밍을 트랙 번호별로 변경하여 보상하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 개시 타이밍의 보상 방법.
기록 헤드와 재생 헤드와의 사이에 헤드 갭 간격을 갖는 자기 디스크 장치에 있어서,

미리 정해진 특수 패턴을 기록하고 재생하여 헤드별 헤드 갭 간격을 계측하는 계측 수단과,

시간차 = (계측된 헤드 갭 간격)/(계측한 트랙에서의 헤드 이동 속도)

로 나타나는 상기 계측 수단으로 계측된 헤드별 헤드 갭 간격에 상당하는 시간 차를 저장하는 기억 수단과,

상기 기억 수단으로부터 판독한 헤드별 시간 차에 기초하여 기록의 개시 타이밍을 헤드별로 보상하는 헤드 갭 보상 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
제3항에 있어서,

상기 헤드 갭 보상 수단은, 또한 트랙 번호별로 상기 기록 개시 타이밍을 보상하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 특수 패턴은 데이터의 선두를 나타내는 Sync 패턴인 것을 특징으로 하는 데이터 기록 개시 타이밍의 보상 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 특수 패턴은 데이터의 선두를 나타내는 Sync 패턴인 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.