KR100571757B1

KR100571757B1 - 저 진폭 스킵 기록 검출기

Info

Publication number: KR100571757B1
Application number: KR1020037006926A
Authority: KR
Inventors: 켄달 에이취. 풍; 이위 췌 탄
Original assignee: 시게이트 테크놀로지 엘엘씨
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2006-04-18
Also published as: KR20030090608A; GB2385978B; JP2005507538A; CN1531728A; DE10294639T5; GB2385978A; WO2002097809A1; US20020176195A1; GB0312596D0; US6618215B2

Abstract

본 발명은 디스크 드라이브에서 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하고 이에 응답하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 기록 이벤트가 수행되기 이전에 판독 헤드가 서보 섹터 위를 통과하는 적어도 두 가지 경우 동안 디스크 드라이브 판독 경로에 내장된 가변 이득 증폭기의 이득 팩터를 특성화하는 것을 포함한다. 다음에 기록 이벤트가 수행된다. 기록 이벤트가 수행된 후에, 판독 헤드가 다음 서보 섹터 위를 통과할 때 가변 이득 증폭기에 사용된 이득 팩터가 얻어진다. 마지막으로, 얻어진 이득 팩터는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하기 위해 특성값과 비교된다.

Description

저 진폭 스킵 기록 검출기{LOW AMPLITUDE SKIP WRITE DETECTOR}

본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로서, 특히 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

디스크 드라이브의 저장 매체는 구역화된 자기장을 유지할 수 있는 편평한 원형 디스크이다. 디스크 상에 저장된 데이터는 상기 구역화된 자기장을 통해 물리적으로 표현된다. 데이터는 "트랙"으로 알려진 동심형의 원형 경로로 디스크 위에 배치된다. 구역화된 자기장은 자기적으로 감지되는 헤드가 매우 근접할 때 상기 헤드에 의해 검출될 수 있다.

동작시, 디스크는 연속적으로 회전하고, 헤드 위에서 공기-베어링 표면과 상호작용하는 공기 흐름을 생성하여, 헤드는 실제로 디스크 표면 위를 아주 작은 높이("비행 높이"라고 함)로 떠오르게 된다. 예컨대, 헤드는 디스크가 회전하는 동안 디스크 표면 위에서 0.35 마이크로 인치 높이로 떠오를 수 있다.

헤드가 디스크 위에 떠있는 높이는 디스크 드라이브의 기록 및 검출 회로 동작에 영향을 미치는 중요한 변수이다. 기록 회로는 헤드가 상승된 상태에서 매체를 포화(saturate)시킬 수 있는 충분한 자기 세기의 기록 신호(자속 필드)를 만들어내야 하고 판독시 재생가능한 신호를 기록해야 한다(기록 헤드와 디스크 사이의 간격 거리(span)가 클수록 기록시 포화에 필요한 자기장이 커진다). 유사하게, 검출 회로는 헤드가 상승된 상태에서 검출하기에 충분한 이득 팩터까지 디스크로부터 재생된 신호를 증폭해야 한다(판독 헤드와 디스크 사이의 간격 거리가 클수록, 판독에 필요한 이득 팩터가 커진다).

때때로, 입자들이 헤드가 디스크 위에 떠있게 하는 정상적인 공기 흐름을 방해하여, 헤드가 순간적으로 정상 높이보다 더 높이 "비행"하게 한다. 예컨대, 디스크 표면 위에서 0.35 마이크로인치의 높이로 정상적으로 떠있는 헤드는 0.35 마이크로인치의 정상 높이로 되돌아오기 전에 순간적으로 0.70 마이크로인치까지 급상승할 수 있다. 만약 디스크 드라이브가 기록 명령을 수행할 때 소정의 시간동안 상기 상황이 발생한다면, 기록 헤드로부터의 자속 필드는 매체를 포화시킬 수 없고, 신호가 디스크 위에서 감소된 세기로 기록되게 된다. 이러한 현상은 헤드가 급상승하는 동안 충분히 강한 신호를 디스크에 기록하지 않기 때문에 "저-진폭-기록", "스킵-기록 이벤트", 또는 "불규칙 기록"으로 불린다. "저-진폭-기록", "스킵-기록", 또는 "불규칙 기록"이라는 용어는 여기서 서로 혼용하여 사용된다. 다른 원인들이 불규칙 기록 또는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 유발할 수 있다. 예컨대, 디스크 드라이브는 기록 명령을 수행하는 동안 흔들려, 헤드가 순간적으로 비정상 높이로 급상승하게 할 수 있다. 대체로, 헤드가 기록 이벤트 중에 있는 동안 정상 경로에서 벗어나게 하는 임의의 상황을 "불규칙 기록"이라고 부른다.

저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트의 발생은 적어도 두 가지 이유로 유효한 데이터 기록 및 재생에 나쁜 영향을 미친다. 우선, 디스크 위에 기록된 신호의 세기 가 검출 회로에 필요한 것보다 작다면, 검출 회로는 초기에 신호를 판독할 수 없을 수도 있다. 그 결과, 디스크 드라이브는 데이터 재생을 시도하기 위해 재-판독 알고리즘을 여러번 호출하여-시간과 관련한 비용 문제를 유발한다. 둘째로, 만약 기록된 신호의 세기가 매우 약하다면, 신호는 디스크 드라이브가 수행한 재-판독 측정값과 무관하게 전혀 재생될 수 없다.

저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트의 유해한 효과로 인해, 이러한 상황을 검출해야 할 필요가 있다. 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트 검출 방법의 바람직한 특징은 하드웨어가 추가로 필요하지 않다는 것이다(이로 인해 제조 비용이 추가되지 않는다). 부가적으로, 바람직한 해결책은 최소의 인쇄 회로 기판 공간을 사용하고, 최소의 추가 하드웨어 디버깅을 필요로 한다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명이 개발되었다. 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하고 이에 응답하는 방법은 판독 헤드가 기록하기 이전에 서보 섹터를 통과하는 적어도 두 가지 경우(instance) 동안 디스크 드라이브의 판독 경로에 내장된 가변 이득 증폭기의 이득을 특성화하는 단계를 포함한다. 다음에, 기록 이벤트가 수행된다. 기록 이벤트가 수행된 후에, 가변 이득 증폭기가 사용한 이득 팩터는 판독 헤드가 다음 서보 섹터 통과함에 따라 얻어진다. 마지막으로, 얻어진 이득 팩터는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하기 위해 특성값과 비교된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 디스크 드라이브는 저-진폭-기록/스킵- 기록 이벤트를 검출하도록 구성되고 배치된다. 이렇게 구성된 디스크 드라이브는 자기적으로 데이터를 저장하기 위한 디스크를 포함할 수 있다. 판독 헤드는 디스크로부터 데이터를 판독하는데 사용된다. 가변 이득 증폭기는 판독 헤드에 동작 가능하게 결합되고; 가변 이득 증폭기는 판독 헤드로부터 신호를 수신하고 대략 일정한 진폭을 갖는 신호를 출력한다. 가변 이득 증폭기의 이득은 이득 제어기가 생성한 제어 신호에 의해 제어된다. 마지막으로, 마이크로프로세서가 이득 제어기에 동작 가능하게 결합되어, 마이크로프로세서는 디지털식으로 표현된 제어 신호를 액세싱한다. 마이크로프로세서는 상기 설명한 단계들을 수행하도록 프로그래밍된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 디스크 드라이브는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하도록 구성되고 배치될 수 있다. 이렇게 구성된 디스크 드라이브는 자기적으로 데이터를 저장하기 위한 디스크와 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 드라이브를 개략적으로 나타낸다.

도 2는 도 1의 디스크 드라이브를 위한 호스트에 접속된 디스크 드라이브 시스템을 도시한다.

도 3은 트랙의 선형화된 부분 위를 이동하는 헤드를 도시한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브 내의 마이크로프로세서와 판독 채널을 사용한 특성화된 집적 회로를 도시한다.

도 5는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하고 이에 반응하기 위해 디스크 드라이브내의 마이크로프로세서가 수행할 수 있는 일련의 동작을 도시한다.

일부 형태의 디스크 드라이브에서, 어느 한 서보 섹터(디스크 드라이브가 디스크의 적절한 영역 위에 헤드가 위치하는지를 검출할 수 있도록 서보 데이터가 기록되는 서보 섹터) 이후에 여러 연속적인 데이터 섹터(사용자 데이터가 기록된 섹터)가 뒤따라 위치한다. 이러한 교번하는 데이터와 서보 섹터의 패턴은 각 트랙을 따라 반복된다. 기록 명령을 수행하는 동안, 디스크 드라이브는 디스크의 적절한 위치에 헤드가 위치하도록 서보 섹터내의 데이터를 판독한다. 한편, 헤드가 데이터 섹터 위로 향함으로써, 사용자 데이터가 디스크 위에 기록된다. 따라서, 기록 명령의 수행동안, 디스크 드라이브는 서보 섹터 판독 동작과 사용자 데이터를 디스크에 기록하는 동작을 교번하게 된다.

본 발명의 디스크 드라이브가 디스크로부터 데이터 판독을 시도- 기록 명령의 수행 동안 서보 데이터를 판독하기 위해 시도하는 경우를 포함함 -할 때마다, 가변 이득 증폭기는 판독 헤드에 의해 검출된 신호를 수신하고 대략 일정한 진폭을 갖는 출력 신호를 생성하도록 신호를 증폭하는데 사용된다. 만약 헤드로부터의 신호가 비교적 약하다면, 가변 이득 증폭기는 비교적 강한 증폭 동작을 수행해야 한다. 반대로, 만약 신호가 비교적 강하다면, 증폭 동작은 비교적 약하게 수행된다.

서보 섹터는 디스크 드라이브 제조동안 기록되며, 이로써 대략 일정한 자기 세기를 가진다. 따라서, 서보 섹터의 검출동안 상기 가변 이득 증폭기에 의해 사용된 이득 팩터의 변화는 헤드 상승 변화의 결과로 얻어진다. 유사하게, 만약 서보 섹터 검출동안 가변 이득 증폭기가 사용한 이득 팩터가 비교적 높다면, 헤드가 서보 섹터 위를 통과함에 따라 디스크 표면 위로 비교적 높은 상승 높이에 헤드가 있다는 것을 나타낸다. 유사하게, 만약 서보 섹터의 검출동안 가변 이득 증폭기가 사용한 이득 팩터가 비교적 낮다면, 헤드가 서보 섹터 위를 통과함에 따라 디스크 표면 위로 비교적 낮은 상승 높이에 헤드가 있다는 것을 나타낸다. 따라서, 서보 섹터의 검출동안 가변 이득 증폭기가 사용한 이득 팩터는 헤드가 서보 섹터 위로 통과함에 따라 헤드의 상승 높이를 측정하기 위한 프락시(proxy)로서 사용될 수 있다.

충분히 문제가 될 정도의 대부분의 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트는 적어도 하나의 서보 섹터 거리로 비정상적으로 상승된 경로로 헤드가 이동하게 된다. 따라서, 서보 섹터의 검출동안 가변 이득 증폭기에 사용된 이득 팩터는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트의 발생을 검출하는데 사용될 수 있다.

도 1 및 도 2와 관련한 설명은 주로 디스크 드라이브에 판독기를 이용하는 것에 관한 것이다. 도 3과 관련한 설명은 본 발명의 기본 사상에 관한 것이다. 마지막으로, 도 4 및 도 5와 관련한 설명은 본 발명의 실시예에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 디스크 드라이브(100)는 도 1에 도시되어 있다. 디스크 드라이브(100)는 디스크 드라이브(100)의 여러 부품이 장착된 베이스(102)를 포함한다. 부분적으로 절취되어 도시된, 상부 커버(104)는 베이스(102)와 함께 종래 방식대로 디스크 드라이브에 대한 내부 밀봉 환경을 형성한 다. 부품은 하나 이상의 디스크(108)를 일정한 고속력으로 회전시키는 스핀들 모터(106)를 포함한다. 정보는 디스크(108)에 인접하여 위치한 베어링 샤프트 어셈블리(112) 둘레를 회전하는 액추에이터 어셈블리(110)를 사용하여 디스크(108) 상의 트랙에 기록되고 트랙으로부터 판독된다. 액추에이터 어셈블리(110)는 각각의 액추에이터 암(114)으로부터 연장한 하나 이상의 플렉서(116)를 구비하고, 디스크(108) 방향으로 연장하는 다수의 액추에이터 암(114)을 포함한다.

각각의 플렉서(116)의 먼 단부에서는 관련 디스크(108)의 해당 표면 위로 매우 인접하여 비행할 수 있게 하는 공기 베어링 슬라이더를 포함한 헤드(118)가 장착된다. 이미 설명한 바와 같이, 디스크(108)의 회전에 의해 생성된 공기 흐름은 공기 베어링 표면과 상호작용하여 헤드(118)가 떠오를 수 있게 하는 양력(lift force)을 제공한다. 디스크(108)의 속력은 내부 직경보다 외부 직경에서 더 크기 때문에, 외부 직경 방향으로 위치한 디스크 영역 위에서 더 큰 공기 흐름이 발생하며, 헤드(118)는 내부 직경 방향으로 위치할 때 보다 더 높은 높이로 떠오른다.

헤드(118)의 위치는 액추에이터 어셈블리(110)에 부착된 코일(126)과 코일(126)이 담겨진 자기장을 형성하는 하나 이상의 영구 자석(128)을 포함하는 보이스 코일 모터(VCM)(124)를 사용하여 제어된다. 코일(126)에 제어된 전류를 인가하면 코일(126)이 공지된 로렌쯔 관계식에 따라서 이동하도록 영구 자석(128)과 코일(126) 사이에서 자기 상호작용이 유발된다. 코일(126)이 이동함에 따라서, 액추에이터 어셈블리(110)는 베어링 샤프트 어셈블리(112) 둘레에서 피봇되고 헤드(118)는 디스크(108) 표면을 가로질러 이동하게 된다.

스핀들 모터(106)는 일반적으로 디스크 드라이브(100)가 장시간 사용되지 않는 경우에 전원이 차단된다. 헤드(118)는 드라이브 모터에 전원이 차단될 때 디스크(108) 내부 직경 부근에 있는 파크 존(120) 위로 이동된다. 헤드(118)는 헤드가 파킹되어 있을 때 액추에이터 어셈블리(110)의 예기치 않은 회전을 방지하는 액추에이터 래치 장치를 사용하여 파크 존(120) 위에 고정된다.

플렉스 어셈블리(130)는 액추에이터 어셈블리(110)에 대해 필수 전기 접속 경로를 제공하면서 동작시 액추에이터 어셈블리(110)의 피봇 움직임을 제공할 수 있다. 플렉스 어셈블리는 헤드 와이어(도시 안됨)가 접속된 인쇄 회로 보드(132)를 포함하고; 헤드 와이어는 액추에이터 암(114)과 플렉서(116)를 따라 헤드(118)로 라우팅된다. 인쇄 회로 보드(132)는 통상적으로 기록 이벤트 동안 헤드(118)에 인가된 기록 전류를 제어하고 판독 동작 동안 헤드(118)에 의해 발생한 판독 신호를 증폭하는 회로를 포함한다. 플렉스 어셈블리는 베이스 데크(102)를 통해 디스크 드라이브(100)의 기저측부에 장착된 디스크 드라이브 인쇄 회로 보드(도시 안됨)와 통신하기 위해 플렉스 커넥터(134)에서 종결된다. 커넥터(134)는 브래킷에 의해 디스크 드라이브(100)의 기저 측부에 유지된다.

호스트 컴퓨터(140)에 동작 가능하게 접속된 디스크 드라이브(100)가 도 2에 도시되어 있으며, 디스크 드라이브(100)는 종래 방식으로 장착되어 있다. 제어 통신 경로는 호스트 컴퓨터(140)와 디스크 드라이브 마이크로프로세서(142) 사이에 제공되며, 마이크로프로세서(142)는 마이크로프로세서 메모리(MEM)(143)내에 저장된 마이크로프로세서(142)용 프로그램과 함께 디스크 드라이브(100)에 대한 상위 레벨 통신과 제어를 제공한다. MEM(143)은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 및 마이크로프로세서(142)용 다른 상주 메모리 소스를 포함할 수 있다.

디스크(108)는 통상적으로 역기전력(BEMF)을 감지하여 스핀들 모터(106)(도 1)와 전기적으로 소통하는 스핀들 제어 회로(148)에 의해 일정한 고속력으로 회전한다. 검색 동작 동안, 헤드(118)의 트랙 위치는 액추에이터 어셈블리(110)의 코일(126)에 전류를 인가하여 제어된다. 서보 제어 회로(150)는 이러한 제어를 제공한다.

데이터는 디스크 드라이브 인터페이스(144)를 이용하여 호스트 컴퓨터(140)와 디스크 드라이브(100) 사이에서 전송되며, 통상적으로 호스트 컴퓨터(140)와 디스크 드라이브(100) 사이에서 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 버퍼를 포함한다. 따라서 디스크 드라이브(100)에 기록될 데이터는 호스트 컴퓨터로부터 인터페이스(144)를 통과하여 채널(146)로 전송되며, 채널(146)은 데이터를 인코딩하고 번호순으로 배열하며 필수 기록 전류 신호를 헤드(118)에 제공한다. 이미 디스크 드라이브(100)에 의해 저장된 데이터를 검색하기 위하여, 판독 신호가 헤드(118)에 의해 생성되고 채널(146)로 제공되며, 채널은 평균화, 디코딩, 에러 검출 및 수정 동작을 수행하고 검색된 데이터를 호스트 컴퓨터(140)로 후속적으로 전송하기 위해 인터페이스(144)로 출력한다. 이러한 디스크 드라이브(100)의 동작은 공지되어 있으며, 예컨대 1994년 1월 4일 쉐이버 등에게 수여된 미국 특허 번호 5,276,662에 개시되어 있다.

도 3은 정상 비행 높이에서 트랙(300)의 선형화된 부분을 이동하는 헤드(324)를 도시한다. 헤드의 경로는 궤도선(328)으로 도시된다. 선형화된 트랙(300)은 프로파일로 도시되고 각각 두 개의 데이터 섹터(306,310,318,322)가 뒤따르는 서보 섹터(302,314)로 특징지워진 구조를 가진다. 작은 갭(304,308,312,316,320)은 각각의 섹터(302,306,310,314,318,322)를 분리한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적으로 헤드(324)는 디스크 위를 이동할 때 낮은 높이에서 떠있다. 그러나, 오염 입자(326)와 상호작용하여 정상 높이로 돌아오기 전에 헤드(324)가 순간적으로 더 높은 높이로 급상승할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 시나리오에서, 헤드(324)가 데이터 섹터(306) 에지에 있을 때, 헤드(324)는 입자(326)와 부딪히고 데이터 섹터(310)와 서보 섹터(314) 위에서 비정상적으로 상승된 높이로 급상승한다. 만약 이러한 상황이 기록 명령을 수행하는 과정중에 발생하였다면, 데이터 섹터(310)내에 기록된 데이터는 기록 회로가 예상한 만큼 헤드(324)가 디스크에 인접하여 있지 않기 때문에 비정상적으로 약한 자기 세기로 기록될 것이다. 따라서, 도 3은 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 도시한다.

도 4는 디스크 드라이브내의 마이크로프로세서(142)와 (도 2에 도시된)판독 채널(148)을 구성하는 판독 채널 주문형 집적 회로(ASIC)(400)를 도시한다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 헤드(402)는 직접 또는 간접적으로 가변 이득 증폭기(404)에 연결되어 있다. 판독 동작을 수행하는 동안, 판독 신호는 헤드(402)로부터 가변 이득 증폭기(404)까지 통신된다. 가변 이득 증폭기(404)의 이득 팩터는 이득 제어기(410)에 의해 생성된 제어 신호에 의해 검출된다. 가변 이득 증폭기(404)의 이득 팩터는 출력이 대략 일정한 진폭으로 이루어지도록 제어된다. 가변 이득 증폭기(404)의 출력은 신호를 주파수-스페이스(frequency-space) 필터링하는 파형 이퀄라이저(406)에 제공된다. 파형 이퀄라이저(406)는 아날로그 스테이지와 디지털 스테이지로 구성될 수 있다. 비록 도시는 안되었지만, 파형 이퀄라이저(406)의 출력은 재생 회로의 나머지 스테이지에 제공되어, 디스크로부터 검출된 신호가 데이터로 변화될 수 있고 최종으로는 호스트 마이크로프로세서에 제공된다. 파형 이퀄라이저(406)의 출력은 균등화된 신호의 진폭을 공지된 진폭의 기준 신호와 비교하는 진폭 비교기(408)에 추가로 공급되고, 두 개의 입력 사이에서 차를 가지며 대략 선형적으로 변하는 (듀티 사이클, 주파수 또는 진폭과 같은) 특성을 갖는 출력 신호를 생성한다. 진폭 비교기(408)의 출력은 이미 설명한 바와 같이 출력이 대략 일정한 진폭으로 이루어지도록 가변 이득 증폭기(404)의 이득 팩터를 제어하는 이득 제어기(410)에 제공된다. 이득 제어기(410)는 출력을 디지털 값으로 생성하는 아날로그-디지털 컨버터 함수를 수행한다. 따라서, 이득 제어기(410)의 출력은 마이크로프로세서(142) 및 가변 이득 증폭기(404)에 의해 판독 가능하다.

이미 설명한 바와 같이, 디스크(108)의 속력은 내부 직경보다 외부 직경에서 더 크기 때문에, 더 큰 공기 흐름이 외부 직경 방향으로 위치한 디스크의 영역 위에서 발생된다. 따라서, 헤드(4023)는 통상적으로 디스크의 내부 직경방향으로 위치할 때보다 외부 직경에서 더 높은 높이로 떠있게 된다. 그 결과, 가변 이득 증폭기(404)는 헤드가 외부 직경 방향으로 디스크의 영역 위에 위치할 때 더 큰 이득 팩터를 사용하는 경향이 있다. 가변 이득 증폭기(404)에 사용될 이득 팩터의 범위를 고려하기 위해, 이득 제어기(410)는 출력된 제어 신호 범위의 중간포인트가 헤드(402)가 디스크(108)의 내부 및 외부 직경 사이의 중간에 있을 때 가변 이득 증폭기(404)에 사용될 이득 팩터에 해당하도록 눈금화될 수 있다.

판독 또는 기록 명령을 수행하는 동안, 디스크 드라이브의 판독 채널 ASIC(400) 및 마이크로프로세서(142)는 통신을 한다. 판독 채널 ASIC(400)은 마이크로프로세서(142)가 판독 또는 기록 이벤트 수행시 헤드(402)가 적절한 경로 위에 있게 하도록 서보 데이터를 마이크로프로세서(142)에 전송한다. 판독 채널 ASIC(400)은 다른 정보들 중에서 (서보 데이터로부터 판독되는) 서보 데이터 및 서보 섹터로부터 서보 데이터를 얻는 동안 가변 이득 증폭기(404)에 사용된 제어 신호 값을 담고 있는 데이터 구조를 마이크로프로세서(142)와 통신한다. 제어 신호 값은 마이크로프로세서 및/또는 가변 이득 증폭기(404)를 전달하기 위한 레지스터(412)내에 저장될 수 있다.

가변 이득 증폭기(404), 파형 이퀄라이저(406), 진폭 비교기(408), 이득 제어기(410) 및 레지스터(412)가 전체로 또는 부분적으로 이산 회로 부품으로서, ASIC의 서브회로로서, 또는 마이크로프로세서상에서 실행되는 펌웨어로서 실행될 수 있다.

도 4와 관련하여 도 3을 다시 참조하면, 헤드(324)가 도시된 비정상적으로 높은 높이에서 서보 섹터(314) 위를 통과함에 따라, 가변 이득 증폭기(404)는 비교적 높은 이득 팩터를 사용하기 위하여 이득 제어기(410)에 의해 제어된다는 것이 이전의 설명으로부터 알 수 있다. 판독 헤드(324)가 디스크로부터 비교적 멀리 있다는 사실로 인해 비교적 높은 이득 팩터가 보상되고, 이는 판독 헤드(324)에 의해 생성된 신호가 약하고 따라서 더 큰 증폭이 필요하다는 것을 의미한다. 또한 서보 섹터(314)로부터 서보 데이터를 수신한 마이크로프로세서(142)는 서보 섹터(314)로부터 서보 데이터를 얻는 동안 가변 이득 증폭기(404)에 사용된 제어 신호를 수신한다. 따라서, 비교적 높은 제어 신호를 관찰함으로써, 마이크로프로세서(142)는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트가 발생했는지를 검출할 수 있다.

당업자는 진폭 비교기(408)와 이득 제어기(410)에 의해 생성된 피드백 루프를 따른 임의의 신호가 비행 높이를 검출하기 위한 프락시로서 사용될 수 있다는 것을 알 것이다. 진폭 비교기(408)와 이득 제어기(410)의 출력은 "판독-백 제어 신호(read-back control signal)"이다. 판독-백 제어 신호는 디스크 드라이브에 의해 판독된 신호의 세기에 비례하는 정보를 담고있는 신호이다. 예컨대, 가변 이득 증폭기(404)에 사용된 이득 값은 판독-백 제어 신호이다. 선택적으로, 판독 신호 자체, 또는 시간-평균 진폭이 판독-백 제어 신호가 될 수 있다. 판독-백 제어 신호는 불규칙 기록을 식별하기 위해 여기서 설명된 방법 및 장치에 따라서 사용될 수 있다.

저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트 검출 방법을 간단히 설명하기 위해, 디스크 드라이브는 먼저 헤드(402)가 정상 비행 높이에서 주어진 트랙을 따라 서보 섹터 위로 통과함에 따라 가변 이득 증폭기(404)에 사용될 이득 팩터를 검출한다. 이득 팩터는 헤드(402) 상승의 프락시 측정값이다. 다음에, 기록 명령을 수행한 후에, 디스크 드라이브는 헤드(402)가 바로 다음에 이웃하는 서보 섹터 위를 통과함에 따라 가변 이득 증폭기(404)에 사용된 이득 팩터를 검사한다. 이러한 동작에 사용된 가정은 만약 헤드(402)가 데이터를 데이터 섹터에 기록하는 동안 비정상 높이에서 급상승하였다면, 헤드(402)는 바로 다음에 이웃하는 서보 섹터 위를 통과할 때 비정상 높이로 계속 급상승할 것이다. 따라서, 만약 디스크 드라이브가 바로 다음에 이웃하는 서보 섹터를 판독하는 동안 가변 이득 증폭기(404)에 비정상적으로 높은 이득 팩터가 사용되었다는 것을 검출한다면, 디스크 드라이브는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트가 발생했는지를 알 수 있다.

도 5는 디스크 드라이브 내 마이크로프로세서(142)에 의해 수행될 수 있는, 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하고 이에 반응하기 위한 일련의 동작을 도시한다. 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 방법은 DELTA 값이 경험적으로 검출된 상수값으로 설정된, 동작(500)에서 시작된다. DELTA 값은 제어 신호가 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트의 발생을 나타내지 않고 예상값으로부터 벗어날 수 있는 양을 한정하는 수치값이다. 다르게 설명하자면, 만약 제어 신호가 DELTA 값보다 크게 예상값을 벗어난다면, 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트가 표시된다. 다음에, 동작(502,504)에서, 기록 명령이 수행되기 이전에 두 개의 서보 섹터를 판독하는 동안 가변 이득 증폭기를 제어하는데 사용된 제어 신호값이 얻어진다(이들 두 개의 제어 신호 값은 VGAS₁ 및 VGAS₂로 불린다). 다음에, 동작(506)에서, 두 개의 제어 신호값의 평균이 나타난다. 이러한 평균값은 제어 신호값의 예상값을 나타내고, 이러한 값은 헤드가 정상 높이로 서보 섹터 위를 통과하는 경우에 다시 되돌아온다. 동작(507)에서, 기록 명령이 수행된다. 서보 섹터 바로 이전의 하나 이상의 데이터 섹터에 기록한 후에, 서보 섹터의 판독 동안 가변 이득 증폭기를 제어하는데 사용된 제어 신호값을 포함하는 서보 섹터로부터의 데이터가 (동작(508)에서) 얻어진다. 다음에, 질문 동작(510)에서, 동작(508)에서 얻어진 제어 신호값은 동작(500)에서 결정된 DELTA 값보다 크게 동작(506)에서 검출된 평균값이 초과하는지를 검사한다. 만약 응답이 부정적이라면, 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트는 발생하지 않았고, 동작(502)으로 되돌아간다. 한편, 만약 응답이 긍정적이라면, 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트가 발생했다는 것이 검출되고, 사용자 데이터가 서보 섹터 이전의 데이터 섹터에 재기록되는 동작(512)으로 넘어간다. 선택 실시예에서, 동작(512)은 오프-트랙 기록 수행에 사용된 동작 세트를 포함한다(즉 디스크 드라이브는 사용자 데이터를 오프-트랙에 기록하였음을 검출했을 때 응답하는 것과 동일한 방식으로 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트에 응답한다). 예컨대, 동작(512)은 오프-트랙 수정 함수를 불러오는 것을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 설명한 방법은 장차 데이터를 판독할 때 하나 이상의 판독 재시도 알고리즘을 사용해야 하는 것을 결정하지 않는 한 디스크 드라이브가 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트의 발생을 선언하지 않도록 설계된다. 이것은 DELTA 값을 경험적으로 결정된 값으로 설정함으로써 이루어진다. 따라서, 임의의 디스크 드라이브에서, 연속적인 섹터의 자기 세기의 특정 차가 판독 재시도 알고리즘을 사용하지 않고는 데이터를 판독할 수 없는 검출 회로로 얻어지기 쉽다 는 것을 경험적으로 결정될 수 있다. DELTA 값은 경험적으로 검출된 값에 대응하도록 설정될 수 있다.

요약하면, 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하고 이에 응답하는 방법은 기록 이벤트가 수행되기 전에 판독 헤드가 서보 섹터 위를 통과하는 적어도 두 가지 경우동안(동작 502,504,506) 판독 경로에 내장된 가변 이득 증폭기의 이득을 특성화함으로써 수행될 수 있다. 다음에, 기록 이벤트가 수행된다(동작 507). 기록 이벤트가 수행된 후에, 가변 이득 증폭기에 사용된 이득 팩터는 판독 헤드가 다음 서보 섹터를 통과할 때 얻어진다. 마지막으로, 얻어진 이득 팩터는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하기 위하여 특성화값의 합과 비교된다(동작 510).

기록 이벤트가 수행되기 이전에 판독 헤드가 서보 섹터를 통과하는 적어도 두 가지 경우를 특성화하는 방법은 판독 헤드가 제 1 서보 섹터를 통과할 때 가변이득 증폭기에 사용된 제 1 이득 팩터를 저장하는 것을 포함할 수 있다(동작 502). 부가적으로, 판독 헤드가 제 2 섹터 위를 통과할 때 가변 이득 증폭기에 사용된 제 2 이득 팩터가 저장된다(동작 504). 마지막으로, 두 개의 저장된 이득 팩터는 평균화된다(동작 506).

얻어진 이득 팩터를 특성화값과 비교하는 방법은 얻어진 이득 팩터와 두 개의 저장된 이득 팩터 사이의 차를 발견하는 것을 포함한다(동작 510). 차가 임계값(DELTA 값)을 초과하는 것을 발견했을 때는, 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트가 선언된다(동작 510). 일 실시예에서, 상기 설명한 임계값은 기록 이벤트동안 기록된 데이터의 자기 세기의 변화 크기에 대응하도록 결정되어, 기록 이벤트 동안 기록된 데이터를 판독하려고 시도할 때 하나 이상의 판독 재시도 알고리즘이 개시되어야 한다.

저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트의 발생에 응답하는 것은 기록 이벤트를 다시 수행하는 것을 포함한다(동작 512). 선택적으로, 응답은 비록 기록 이벤트가 오프-트랙에서 검출된 것과 같이 동작하는 것을 포함한다(동작 512).

디스크 드라이브는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하도록 구성되고 배치될 수 있다. 이렇게 구성된 디스크 드라이브는 자기적으로 데이터를 저장하기 위하여 디스크(108)를 포함할 수 있다. 판독 헤드(118,402)는 디스크(108)로부터 데이터를 판독하는데 사용된다. 가변 이득 증폭기(404)는 판독 헤드(118,402)에 동작 가능하게 연결되어 있고; 가변 이득 증폭기(404)는 판독 헤드(118,402)로부터 신호를 수신하고 대략 일정한 진폭의 신호를 출력한다. 가변 이득 증폭기의 이득(404)은 이득 제어기(410)에서 생성된 제어 신호에 의해 제어된다. 마지막으로, 마이크로프로세서(142)는 이득 제어기(410)에 동작 가능하게 연결되어, 마이크로프로세서(142)가 디지털식으로 표현된 제어 신호를 액세스한다. 마이크로프로세서(142)는 상기 설명한 단계들을 수행하도록 프로그래밍되어 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 디스크 드라이브는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하도록 구성되고 배치될 수 있다. 이렇게 구성된 디스크 드라이브는 자기적으로 데이터를 저장하기 위한 디스크와 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하기 위한 수단(404,410,142)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 이러한 본 발명의 실시예는 저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트에 응답하기 위한 수단(142)을 포 함할 수 있다. 응답 수단은 기록 이벤트를 재수행하기 위한 수단(142)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 응답 수단은 기록 이벤트가 오프-트랙에서 수행된 것을 검출한 것과 동일한 방식으로 수행하는 수단(142)을 포함할 수 있다.

저-진폭-기록/스킵-기록 이벤트를 검출하는 수단은 판독 헤드가 서보 섹터 위를 통과할 때 판독 헤드(118 또는 402)가 얼마나 멀리 디스크 위로 떨어져 있는지를 검출하는 수단(404,410,142)을 포함할 수 있다. 부가적으로, 판독 헤드가 기록 이벤트 바로 다음의 서보 섹터 위를 통과할 때 판독 헤드(118 또는 402)가 디스크 위로 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 검출하는 수단((404,410,142)을 포함할 수 있다. 마지막으로, 판독 헤드가 기록 이벤트 바로 다음에 서보 섹터 위를 통과할 때 판독 헤드가 디스크 위로 얼마나 멀리 떨어져 있는지와 판독 헤드가 서보 섹터 위를 정상적으로 통과할 때 판독 헤드가 디스크 위로 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 비교하는 수단(142)을 포함할 수 있다.

본 발명은 상기 설명한 목적 및 장점을 달성하기에 적합한 것임이 명확하다. 바람직한 실시예가 설명을 위해 개시되었지만, 여러 다른 변화와 수정이 본 발명의 사상내에서 이루어질 수 있다. 예컨대, (중간값 또는 가중 평균과 같은) 평균 이외의 통계 측정값이 서보 섹터의 판독동안 사용된 제어 신호값의 예상값에 도달하는데 사용될 수 있다. 추가로, 두 개의 이전의 제어 신호값보다 많은 세트가 제어 신호의 예상값을 검출하기 위해 특성화될 수 있다. 당업자에 용이하게 제시되고 이하 청구항에서 한정된 것과 본 발명의 사상 내에서 여러 다른 변화가 이루어질 수 있다.

Claims

연속하는 서보 섹터들 사이에 위치한 하나 이상의 데이터 섹터를 가지는 디스크, 및 판독 헤드로부터 신호를 수신하고 이득이 제어 신호에 의해 제어되는 가변 이득 증폭기를 구비한 디스크 드라이브에서의 불규칙 기록을 검출하는 방법으로서:

기록 이벤트가 수행되기 이전에, 상기 판독 헤드가 서보 섹터 위로 통과하는 동안 검출되는 적어도 두 개의 제어신호 값에 기초하여 제어 신호를 특성화하는 단계;

상기 기록 이벤트를 수행하는 단계;

상기 기록 이벤트를 수행한 후에, 상기 판독 헤드가 다음 서보 섹터 위로 통과할 때 또 다른 제어 신호를 얻는 단계; 및

불규칙 기록을 검출하기 위해 상기 제어 신호의 특성값과 상기 얻어진 제어 신호를 비교하는 단계;

를 포함하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 특성화 단계는:

상기 판독 헤드가 제 1 서보 섹터 위를 통과할 때 상기 제어 신호의 제 1 디지털 표현을 저장하는 단계;

상기 판독 헤드가 제 2 서보 섹터 위를 통과할 때 상기 제어 신호의 제 2 디지털 표현을 저장하는 단계; 및

상기 제어 신호의 제 1 및 제 2 저장된 표현의 평균값을 얻는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 비교 단계는:

상기 얻어진 제어 신호와 상기 제어 신호의 제 1 및 제 2 저장된 표현의 평균 사이의 차를 구하는 단계;

상기 차를 임계값과 비교하는 단계; 및

상기 차가 상기 임계값을 초과할 경우, 불규칙 기록이 발생했다는 것을 선언하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 임계값은 하나 이상의 판독 재시도 알고리즘을 호출하는, 기록된 데이터의 자기 세기의 변화에 대응하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 불규칙 기록이 발생한 경우, 상기 기록 이벤트를 재수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 불규칙 기록이 발생한 경우, 오프-트랙 수정 함수를 호출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 비교 단계는:

상기 얻어진 제어 신호와 상기 제어 신호의 특성값 사이의 차를 구하는 단계;

상기 차를 임계값과 비교하는 단계;

상기 차가 임계값을 초과한 경우, 불규칙 기록이 발생했다는 것을 선언하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 임계값은 하나 이상의 판독 재시도 알고리즘을 호출하는, 기록된 데이터의 자기 세기의 변화에 대응하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 불규칙 기록이 발생한 경우, 상기 기록 이벤트를 재수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 불규칙 기록이 발생한 경우, 오프-트랙 수정 함수를 호출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불규칙 기록 검출 방법.
연속하는 서보 섹터들 사이에 위치한 하나 이상의 데이터 섹터에 데이터를 자기적으로 저장하는 디스크;

상기 디스크로부터 데이터를 판독하는 판독 헤드;

상기 판독 헤드로부터 신호를 수신하기 위해 상기 판독 헤드에 동작 가능하게 연결되고 이득이 제어 신호에 의해 제어되는 가변 이득 증폭기;

상기 제어 신호를 생성하기 위해 상기 가변 이득 증폭기에 동작 가능하게 연결된 이득 제어기;

상기 이득 제어기에 동작 가능하게 연결되고, 상기 제어 신호를 디지털 표현으로 액세싱하는 마이크로프로세서를 포함하며,

상기 마이크로프로세서는 상기 판독 헤드가 서보 섹터 위를 통과하는 동안 검출된 적어도 두 개의 제어 신호 값에 기초하여 제어 신호를 특성화하고, 기록 이벤트를 수행하며, 상기 기록 이벤트를 수행한 후에 상기 판독 헤드가 다음 서보 섹터 위를 통과할 때 또 다른 제어 신호를 얻고, 및 불규칙 기록을 검출하기 위하여 상기 얻어진 제어 신호를 상기 제어 신호의 특성값과 비교하도록 프로그래밍된 디스크 드라이브.
제 11 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는:

상기 판독 헤드가 제 1 서보 섹터 위를 통과할 때 상기 제어 신호의 제 1 디지털 표현을 저장하는 단계;

상기 판독 헤드가 제 2 서보 섹터 위를 통과할 때 상기 제어 신호의 제 2 디지털 표현을 저장하는 단계; 및

상기 제어 신호의 제 1 및 제 2 저장된 표현의 평균을 얻는 단계;

에 의해 상기 제어 신호를 특성화하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 11 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는:

상기 얻어진 제어 신호와 상기 제어 신호의 제 1 및 제 2 저장된 표현의 평균 사이의 차를 구하는 단계;

상기 차를 임계값과 비교하는 단계; 및

상기 차가 임계값을 초과한 경우, 불규칙 기록이 발생하였다는 것을 선언하는 단계;

에 의해 상기 얻어진 제어 신호를 상기 제어 신호의 특성값과 비교하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 13 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 불규칙 기록이 발생한 경우, 상기 기록 이벤트를 재수행하도록 추가로 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 13 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 불규칙 기록이 발생한 경우, 오프-트랙 수정 함수를 호출하도록 추가로 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
연속하는 서보 섹터들 사이에 하나 이상의 데이터 섹터에 데이터를 자기적으로 저장하는 디스크;

상기 판독 헤드가 서보 섹터 위를 통과할 때, 판독 헤드와 디스크 표면 사이의 공칭 거리를 결정하는 수단;

상기 판독 헤드가 기록 이벤트 직후 서보 섹터 위를 통과할 때, 상기 판독 헤드와 상기 디스크 표면 사이의 비행 높이를 결정하는 수단; 및

상기 공칭 거리와 상기 비행 높이를 비교하는 수단;

을 포함하는 디스크 드라이브.
삭제
제 16 항에 있어서, 상기 불규칙 기록에 응답하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 18 항에 있어서, 상기 불규칙 기록에 응답하는 수단은 상기 기록 이벤트를 재수행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 18 항에 있어서, 상기 불규칙 기록에 응답하는 수단은 오프-트랙 수정 함수를 호출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
디스크 드라이브 내에서 헤드의 비행 높이를 결정하는 방법으로서:

상기 헤드가 서보 섹터 위를 통과하는 동안의 기간에 대한 제 1 판독-백(read-back) 제어 신호의 특성값을 얻는 단계;

상기 헤드가 다음 서보 섹터를 통과할 때 제 2 판독-백 제어 신호를 얻는 단계; 및

상기 제 2 판독-백 제어 신호를 상기 특성값과 비교하여, 상기 헤드의 비행 높이가 임계값을 초과하는지에 관한 정보를 나타내는 데이터를 얻는 단계;

를 포함하는 헤드의 비행 높이 결정 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 제 1 판독-백 제어 신호와 상기 제 2 판독-백 제어 신호는 상기 판독 헤드로부터의 판독 신호의 시간-평균 신호 진폭인 것을 특징으로 하는 헤드의 비행 높이 결정 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 제 1 판독-백 제어 신호와 상기 제 2 판독-백 제어 신호는 상기 판독 헤드에 연결된 가변 이득 증폭기에 사용된 이득 팩터인 것을 특징으로 하는 헤드의 비행 높이 결정 방법.