KR100589090B1 - 서버 하드디스크 드라이브 시스템 - Google Patents

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Abstract

서버 하드디스크 드라이브(10)의 동작을 제어하기 위해 그리고 클라이언트(20)와 저장 매체 사이에서 교환되는 디지털 데이터를 처리하기 위해 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)가 제공된다. 저장 매체는 자기 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터와 판독/기록 헤드를 위치 조절(positioning)하기 위한 헤드 액추에이터를 포함하고 있다. 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)는 RAM(30), 디스크 제어 회로(24), 기록 채널(32), 판독 채널(34), 서보 회로(36), 모터 제어 회로(40), DSP(26)를 포함하고 있다. 디스크 제어 회로(24)는 클라이언트(20)로부터 공급된 요구를 수신해서 저장하며 상기 클라이언트(20)와 디지털 데이터를 교환하며 RAM(30)에 상기 디지털 데이터를 저장한다. 기록 채널(32)은 기록 동작동안 기록 신호를 발생시키고, 판독 채널(34)은 판독 동작동안 판독 신호와 중간 판독 신호를 생성한다. 서보 회로(36)는 서보 동작동안 서보 신호를 발생시키고 모터 제어 회로(40)는 모터 제어 입력 신호를 수신하고 모터 제어 출력 신호를 발생시켜 스핀들 모터와 헤드 액추에이터를 제어한다. 최종적으로 DSP(Digital signal processor;26)는 필요에 따라 판독 및 기록 동작을 개시하여 클라이언트의 요구를 수행한다. DSP(26)는 파일 관리를 수행하고, 모터 제어 입력 신호를 발생시키며 중간 판독 신호를 처리하여 판독 채널 파라미터를 발생시킨다.

Description

서버 하드디스크 드라이브 시스템{SERVER HARD DISK DRIVE SYSTEM}
본 발명은 정보 저장 필드(field of information storage)에 관한 것으로, 특히 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로와 동작 방법(method of generation)에 관한 것이다.
컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 기술은 지속적으로 발전하고 있어 컴퓨터 소프트웨어와 데이터를 저장하기 위한 대용량 기억 장치(mass storage devices)가 더욱 대형화되고 고속화될 필요성이 있다. 멀티미디어 애플리케이션 등의 컴퓨터 애플리케이션과 전자 데이터 베이스는 하드디스크 드라이브 저장 용량과 같은 대용량의 저장 능력을 요구하고 있다.
이러한 더욱 증가하고 있는 요구에 부응하기 위해 하드디스크 드라이브(HDD)는 발전과 진전을 계속해왔다. 일부 초기 디스크 드라이브는 최대 5Mbyte의 저장 용량을 가지고, 14인치의 플래터(platter)를 사용하고 있었으나, 오늘날의 하드디스크 드라이브의 용량은 통상 1G바이트 이상이며 3.5인치 플래터를 사용하고 있다. 마찬가지로 단위 영역당(per unit of area) 저장되는 데이터량 또는 영역 밀도(areal density)에 있어서의 발전은 극적으로 가속화되어 왔다. 예를 들어 1980년대에는 영역 밀도가 1년에 약 30퍼센트 증가되었으나, 1990년대에는 매년 영역 밀도가 대략 60퍼센트 증가되어왔다. HDD의 메가바이트당 비용은 그 영역 밀도와 반비례 관계에 있다.
일반적으로 HDD와 같은 대용량 저장 장치 및 시스템은 회전 디스크나 플래터, 스핀들 모터, 판독/기록 헤드, 판독/기록 헤드를 위치 조절(positioning)하기 위한 액추에이터, 전치 증폭기(pre-amplifier) 등의 자기 저장 매체와, HDD의 동작을 제어하고 데이터를 처리하기 위한 다양한 전자 회로를 포함하고 있다. 전자 회로는 별도의 회로소자로서 구현되며 아날로그 집적 회로와 디지털 집적 회로 등의 집적 회로이다. 이러한 회로 소자들은 판독 채널, 기록 채널, 서보 콘트롤러, 모터 제어 회로, ROM, RAM 등의 여러 소자를 포함하며, HDD의 동작을 제어하고 이 HDD와 퍼스널 컴퓨터 시스템 버스와 같은 시스템 버스를 적절히 인터페이스 시키기 위한 여러 디스크 제어 및 처리 회로를 포함하고 있다. HDD의 동작을 제어하는 명령을 실행시키기 위한 별도의 마이크로프로세서가 제공된다.
HDD는 데이터의 저장 및 검색시 기록, 판독 및 서보 동작을 수행한다. 통상 HDD는 시스템 버스로부터 데이터를 수신하고 로컬 메모리에 데이터를 저장함으로써 기록 동작을 수행한다. 마이크로프로세서는 일련의 이벤트(events)를 계획(schedule)함으로써 기록 채널을 통해 정보가 디스크 플래터들에 전송되도록 한다. 판독/기록 헤드는 적절한 트랙에 위치 조절되고, 트랙의 적절한 섹터가 위치 지정된다. 결국, RAM으로부터의 데이터는 기록 채널을 통해 데이터를 공급함으로써 디스크 플래터의 위치 지정된 섹터(located sector)에 저장된다. 기록 채널은 데이터를 인코드함으로써 이 데이터가 이후에 보다 용이하게 검색되도록 할 수도 있다. 섹터는 일반적으로 섹터당 512바이트의 사용자 데이터와 같은 고정된 데이터 저장 용량을 갖는다.
판독 동작시 판독될 적절한 섹터가 위치 조절되고 사전에 디스크에 기록되어 있는 데이터가 판독된다. 판독/기록 헤드는 디스크 플래터의 자속의 변화를 감지하여 대응하는 아날로그 판독 신호를 발생시킨다. `판독 채널은 아날로그 판독 신호를 수신하여 이 신호를 조절하며 그 신호로부터 "0(zeros)"과 "1(ones)"을 검출한다. 판독 채널은 자동 이득 제어(AGC)술을 이용하여 적절한 레벨로 신호를 증폭함으로써 신호를 조절한다. 다음에 판독 채널은 신호를 필터링하여 원하지 않는 고주파수 잡음을 제거하게 되고, 채널을 등화하고, 신호로부터 "0"과 "1"을 검출하여 2진 데이터를 포맷(format)하게 된다. 2진 또는 디지털 데이터는 판독 채널로부터 전송되어 RAM에 저장된다. 마이크로프로세서는 데이터가 용이하게 전송되도록 하는 호스트와 통신할 수도 있다.
디스크 플래터가 이동함에 따라 판독/기록 헤드는 특정 트랙상에 할당되거나 머물러야만 하며, 이것은 서보 동작에 의해 달성된다. 서보 동작에 있어서, 서보 웨지(servo wedge)는 일반적으로 트랙 식별 정보(track identification information)와 트랙 미등록 정보(track misregistration information)를 포함하고 있는 디스크로부터 판독된다. 트랙 미등록 정보는 위치 에러 정보라고도 한다. 위치 에러 정보는 서보 버스트(servo bursts)로서 제공될 수도 있으며, 판독 및 기록 동작동안 사용됨으로써 판독/기록 헤드가 트랙에 적절히 할당되었음을 보증할 수도 있다. 트랙 식별 정보는 판독 및 기록 동작동안 사용됨으로써 트랙이 적절히 식별될 수도 있다.
데이터의 판독동안 전통적인 HDD 데이터 채널은 판독 동작동안 자기 매체에 저장되어 있는 아날로그 정보로부터 디지털 정보를 추출하거나 검출하기 위해 피크 검출(peak detection)로서 알려져 있는 기술을 종종 이용한다. 피크 검출은 파형을 검출하는 레벨과 만일 그 파형 레벨이 샘플링 윈도우(sampling window) 동안의 임계 레벨 이상인지를 판별하는 레벨을 포함하고 있다. 예를 들어 파형 레벨이 임계 레벨 이상이라면 데이터는 "1"로 고려된다. 보다 최근에는 디스크에 기록되어 있는 오리지널 데이터를 재구성하기 위해 DTSP(discrete time signal processing)를 이용하는 발전된 기술이 판독 채널 전자 기기(read channel electronics)에 사용되어 영역 밀도를 증가시키고 있다. 이러한 기술에 있어서 데이터 회복 클록(data recovery clock)을 사용하여 동기 샘플링 데이터(SSD;synchronously sampled data) 채널에서 데이터가 동기적으로 샘플링된다. 다음에 샘플은 신호 처리 이론을 이용하는 일련의 수학적 조작(mathematically manipulations)을 통해 처리되어 디스크에 기록되어 있는 오리지널 데이터를 재구성하게 된다.
SSD 채널에는 몇 가지 유형이 있다. DTSP 기술을 이용하는 SSD 채널의 몇몇 상이한 유형의 한 예는 부분적인 응답 최대 가능성인(Partial response maxium likelihood; PRML); EPRML(extended PRML); EEPRML (enhanced extended PRML); FDTS(fixed delay tree search); 및 DFE (decision feedback equalization)가 있다. 이러한 몇몇 시스템에서 수행되는 최대 가능성 검출(maxium likelihood detection)은 1967년에 Andrew Viterbi에 의해 개발되어 그의 이름을 딴 비터비 알고리즘을 구현하는 비터비 검출기에 의해 통상 수행된다. SSD 채널은 판독 채널 또는 데이터 채널이라고도 한다.
상기 논의한 바와 같이 HDD를 구현하는데에 사용된 회로는 복잡하고, 아날로그 집적 회로와 디지털 집적 회로와 같은 별도의 전자 소자와 집적 회로를 사용하여 구현된다. 별도의 회로 소자는 전체적인 비용과 HDD의 복잡성을 전반적으로 증가시키고 전체적인 전력 소비를 증가시킨다. 전력 소비는 랩탑과 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 기기에서는 특히 치명적이다. 더욱이, 별도의 회로 소자들은 HDD를 수리하는 경우 종종 "트러블 슈팅(trouble shooting)"을 복잡하게 한다.
별도의 회로 소자와 집적 회로들은 여러 별도의 회로 소자들간에 요구되는 상호 접속으로 인해 현재 존재하고 있는 추가적인 노이즈와 바람직하지 못한 회로 특성 때문에 전체적인 HDD 의 성능(performance), 특히 고속 애플리케이션에 악 영향을 준다. 예를 들어 판독 채널 신호 처리와 같은 특정 유형의 고속 신호 처리는 별도의 마이크로프로세서와 처리되는 신호원간의 상호 접속부(interconnections)를 통해 도입되는 바람직하지 못한 회로 특성 때문에 수행되는 것이 어렵거나 불가능하다.
특정 HDD의 별도의 회로 소자는 일반적으로 HDD가 하나의 특정 인터페이스 또는 시스템 버스와 인터페이스할 수도 있도록 설계된다. 이러한 설계는 HDD가 다른 시스템이나, 상이한 인터페이스 또는 시스템 버스를 이용하고 있는 네트워크에서 사용되지 못하도록 하고 있다. 또한, HDD는 독립형 퍼스널 컴퓨터(stand-alone personal computer)와 같은 컴퓨터의 버스나 네트워크의 서버와 직접 인터페이스하고 있으며, 네트워크 버스나 기타 버스에 직접 연결되거나 인터페이스할 수는 없으며, 네트워크나 독립형 퍼스널 컴퓨터의 역할을 한다. 이점이 HDD의 유연성(flexibility)을 더 제한하게 된다.
근거리 네트워크(LAN)과 원거리 네트워크(WAN)와 같은 컴퓨터 네트워크의 수는 지속적으로 증가하고 있고 그 요구도 여전히 높은 상태이다. 컴퓨터 네트워크는 네트워크 서버 컴퓨터를 통해 HDD가 연결됨에 따라 통상 컴퓨터 네트워크로 구현되는 네트워크 HDD를 포함하고 있다. 이러한 방식에서 네트워크 HDD는 비네트워크 HDD(non-networked HDD)가 단일 유저 컴퓨터(single-user computer)에 연결되는 매우 유사한 방식으로 네트워크 서버 컴퓨터(network server computer)에 연결된다. 네트워크에서 점점 보다 큰 저장 용량이 요구됨에 따라, 모든 확장 슬롯이 사용될 때까지 추가적인 네트워크 HDD가 네크워크 서버 컴퓨터에 부가될 수도 있다. 일단 모든 확장 슬롯이 사용되면, 기존의 네크워크 HDD는 서비스를 끝내고 보다 높은 용량의 드라이브로 대체되어야 한다. 이점은 네트워크 HDD 에 저장된 정보가 서비스를 끝내고 또다른 네트워크 하드디스크 드라이브로 전송되어야 하기 때문에 심각한 불이익과 문제를 발생시키고 있다. 이러한 처리는 값이 비싸고, 시간 소비적이며, 가끔 한 주기동안 네트워크 데이터나 정보가 이용불가능게 하고 있다. 이러한 처리는 또한 파일 관리상의 문제와 데이터의 상실이나 손실로 나타난다.
상기한 설명으로부터 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로에 대한 필요성과, 네트워크 또는 서버 하드디스크 드라이브와 같은 대용량 저장 장치가 성능 향상과 비용 절감을 위해 제어 및 처리 기능을 모두 조합한 단일의 집적 회로에 의해 제어될 수 있도록 해주는 동작 방법이 필요함을 인지할 수도 있을 것이다. 더욱이, 네트워크 또는 서버 하드디스크 드라이브는 네트워크 컴퓨터 또는 서버를 통해 연결되지 않고도 어떠한 네트워크와도 가상으로(virtually) 직접 인터페이스할 수 있도록 해준다. 본 발명에 따르면 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로와 동작 방법이 상기한 단점과 문제점을 실질적으로 해소하기 위해 제공된다.
본 발명에 따르면 서버 하드디스크 드라이브의 동작을 제어하고 클라이언트와 서버 하드디스크 드라이브의 저장 매체 간에서 교환되는 디지털 데이터를 처리하기 위한 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로가 제공된다. 저장 매체는 자기디스크를 회전시키기 위한 서보 또는 스핀들 모터와 같은 모터와 판독/기록 헤드를 위치 조절하기 위한 헤드 액추에이터(head actuator)를 포함하고 있다. 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로는 데이터 메모리, 디스크 제어 회로, 기록 채널, 판독 채널, 서보 회로, 모터 제어 회로, 및 디지털 신호 프로세서(DSP)를 포함하고 있다. 디스크 제어 회로는 클러이언트로부터의 요구(requests)를 수신하여 저장하고, 클라이언트와 디지털 데이터를 교환하며, 데이터 메모리의 디지털 데이터의 저장을 제어한다. 기록 채널은 기록 동작동안 기록 신호를 생성하게 되고, 판독 채널은 판독 동작동안 판독 신호와 중간 판독 신호(intermediate read signal)를 생성한다. 서보 회로는 서보 동작동안 서보 신호를 생성하고, 모터 제어 회로는 모터 제어 입력 신호를 수신해서, 모터 제어 출력 신호를 생성하여 서보 모터와 헤드 액추에이터를 제어한다. 결국 디지털 신호 프로세서는 클라이언트로부터 제공되는 요구를 수행할 필요에 따라 판독 및 기록 동작을 개시한다. 디지털 신호 프로세서는 파일 관리 기능도 수행하게 되고, 서보 신호를 수신하는 것에 응답하여 모터 제어 입력 신호를 생성하며, 중간 판독 신호를 처리하여 판독 채널 파라미터를 생성한다.
본 발명은 다양한 기술적인 이점을 제공한다. 본 발명의 기술적인 이점은 하드디스크 드라이브 전자 기기의 주요부를 아날로그 및 디지털 회로를 모두를 포함하는 하나의 집적 회로에 통합함으로써 얻어지는 집적 회로 제조 구제(integrated circuit fabrication savings)로 인한 전체적인 하드디스크 드라이브 제조 비용의 감소도 포함하고 있다. 본 발명의 또다른 기술적인 이점은 하드디크스 드라이브 프로세서와 다양한 회로 소자(components) 간의 보다 밀접한 연결로 인해 개선된 보다 고속의 하드디스크 드라이브 성능을 포함하고 있다. 예를 들어 디지털 신호 프로세서는 판독 채널에 의해 생성된 중간 판독 신호를 분석할 수도 있으므로 판독 채널 회로 파라미터는 판독 채널에 의해 계산 및 사용될 수도 있어 전체적인 성능을 향상시킨다. 본 발명의 또 다른 기술적인 이점은 랩탑 컴퓨터와 노트북 컴퓨터와 같은 휴대형 전자 기기에 특히 중요한 보다 낮은 전반적인 전력 소비를 포함하고 있다. 본 발명의 또 다른 기술적 이점은 컴퓨터의 확장 슬롯을 점유하거나 컴퓨터의 콘트롤러를 사용하지 않고도 명령을 수신하고 컴퓨터 네트워크의 여러 클라이언트와 데이터 교환을 할 수 있는 독립형 서버의 기능을 하는 하드디스크 또는 네트워크 저장 장치를 독립적으로 동작시킬 수 있는 능력을 포함하고 있다. 예를 들어 본 발명은 근거리 네트워크의 버스와 인터페이스하여 근거리 네트워크의 여러 클라이언트에 의해 액세스가능한 독립적인 네트워크 저장 장치의 기능을 하는 네트워크 하드디스크 드라이브로서 사용될 수도 있다. 또다른 기술적 특징은 서버 하드디스크 드라이브가 하나 이상의 버스 인터페이스 유형과 호환되도록 다중 인터페이스를 제공할 수 있는 능력도 포함하고 있다. 당업자라면 첨부 도면과, 설명 및 청구범위의 기술로부터 다른 기술적 이점들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 데이터 저장과 인터페이스를 통한 클라이언트(20)와의 데이터 교환을 위해 사용되는 서버 하드디스크 드라이브(10)의 블록도이다. 서버 하드디스크 드라이브(10)는 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12), 디스크/헤드 어셈블리(14), 전치 증폭기(16), 및 파워 드라이버(18)를 포함하고 있다. 디스크/헤드 어셈블리(14)는 저장 매체로도 언급될 수 있으며, 자기 플래터 상에 자기 전이(magnetic transitions)로 나타내지는 데이터를 저장하기 위한 자기적으로 코팅된 플래터의 스택과 각각의 자기 플레터 또는 디스크의 양 측의 데이터를 판독하고 기록하기 위한 복수의 판독/기록 헤드를 통상 포함하고 있다. 판독/기록 헤드는 MR 헤드(magneto-resistive head)와 같은 입수가능한 어떠한 판독/기록 헤드를 사용하여 구현될 수도 있다. 디스크/헤드 어셈블리(14)는 디스크/헤드 어셈블리(14)의 자기 디스크를 회전시키기 위한 서보 또는 스핀들 모터(도 1에는 도시생략)와 디스크/헤드 어셈블리(14)의 판독/기록 헤드를 위치 조절하기 위한 보이스 코일 모터(voice coil motor)나 헤드 액추에이터도 포함하고 있다.
파워 드라이버(18)는 모터 제어 출력 신호를 수신하여 스핀들 모터, 그리고 디스크/헤드 어셈블리(14)의 헤드 액추에이터를 제어한다. 기타 실시예에서 파워 드라이버(18)는 2개의 별도의 회로 소자들로 제공될 수도 있고, 이중 하나의 회로 소자는 스핀들 모터 제어 전용이고, 다른 한 회로 소자는 헤드 액추에이터 제어 전용이다. 전치 증폭기(16)는 디스크/헤드 어셈블리(14)의 판독/기록 헤드와 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12) 사이에서 교환되는 데이터 신호를 증폭한다.
서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)는 서버 하드디스크 드라이브(10)의 동작을 제어하고 클라이언트(20)와 디스크/헤드 어셈블리(14) 사이에서 교환되는 디지털 데이터나 정보를 처리한다. 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)는 이하 후술되는 바와 같은 복수의 회로 모듈이나 회로 소자들을 포함하고 있다. 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)는 서버 하드디스크 드라이브(10)와 클라이언트(20) 사이에 인터페이스를 제공한다. 이러한 인터페이스나 접속은 노멀한 네트워크 접속이 될 것이므로 서버 하드디스크 드라이브(10)는 LAN과 같은 네트워크의 수많은 클라이언트를 위한 저장을 제공하는 네트워크 저장 장치의 역할을 한다. 이러한 방식에서 서버 하드디스크 드라이브(10)는 네트워크 노드의 기능을 하며 네트워크 컴퓨터 또는 서버를 통해 네트워크에 연결되지는 않는다. 그러나, 서버 하드디스크 드라이브(10)는 단일 유저(single-user)나 독립형 컴퓨터에 직접 연결될 수도 있으며 국부 대량 저장 장치(local mass storage device)의 역할을 한다.
서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)는 다양한 어느 인터페이스 회로 및/또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수도 있는 디스크 제어 회로(24)와 DSP(26)를 포함하고 있어 서버 하드디스크 드라이브(10)가 필수적으로 임의의 이용가능한 네트워크나 컴퓨터에 연결되도록 할 수 있다. 예를 들어 디스크 제어 회로(24)와 DSP(26)는 USB(Univeral Serial Bus)와, 1394 데이터 전송 버스 또는 임의의 다른 버스나 인터페이스를 통해 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)가 클라이언트(20)와 인터페이스하도록 구현될 수도 있다.
1394 데이터 전송 버스는 현재 버스 당 63개의 노드와 1023개의 버스를 지원하고 있는 IEEE 데이터 전송 버스이다. 1394 버스는 비동기 및 등시성 데이터(isochronous data)를 지원하고 트리(tree), 데이지 체인(daisy chain), 또는 이들의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. USB는 현재 63개 까지의 장치에 대해 초당 12메가비트의 데이터 전송을 지원하고 있으며, 등시성 또는 스트리밍 실시간 데이터(streaming real time data); 비동기 대화식 데이터(asynchronous interactive data); 및 비동기 블록 전송 데이터와 같은 3개의 기본적 유형의 데이터 전송을 포함하고 있다. 일반적으로 1394 데이터 전송 버스는 보다 높은 대역폭 응용(higher bandwidth applications을 위해 사용되는 반면에 USB는 보다 낮은 대역폭 응용(lower bandwidth applications)을 위해 사용된다. 다른 실시예에 있어서, 다수의 버스나 장치와 인터페이스할 수 있는 능력을 구비한 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)가 제공될 수도 있다. 이는 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)의 호환성과 유연성을 향상시키며, 서버 하드디스크 드라이브(10)가 다른 인터페이스를 사용하는 다른 네트워크와 컴퓨터와 용이하게 인터페이스할 수 있도록 함으로써 플랫폼 독립성(platform independence)을 달성한다. 서버 하드디스크 드라이브(10)는 여러 상이한 버스와 디바이스를 인터페이스하기 위한 다수의 커넥터 유형을 포함할 수도 있고, 원하는 인터페이스 포맷을 사용하여 동작하는 서버 하드디스크 드라이브(10)가 동작하도록 구성하는 하드웨어나 소프트웨어 스위치를 포함할 수도 있다.
도 1에 예시된 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)의 일실시예에서 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)는 RAM(30), ROM(28), 버스(22), 기록 채널(32), 판독 채널(34), 서보 회로(36), A/D 변환기(38), 모터 제어 회로(40), 이들 외에도 디스크 제어 회로(24)와 DSP(26)를 포함하고 있다. DSP(26)는 클라이언트(20)로부터 제공된 요구를 수행할 필요에 따라 판독, 기록, 및 서보 동작을 개시함으로써 서버 하드디스크 드라이브(10)의 전체적인 동작을 제어한다. 이를 달성함에 있어서 DSP(26)는 클라이언트(20)로부터의 요구를 디스크/헤드 어셈블리(14)의 자기 플래터 상에 저장된 정보 및 파일의 실제 위치와 상관시킴으로써 파일 관리 기능을 수행한다. DSP(26)는 디스크/헤드 어셈블리(14)의 여러 플래터 상에 정보가 저장되도록 트랙을 유지시키는 파일 관리 기능을 수행한다. 이는 디스크/헤드 어셈블리(14) 상에 파일 할당 테이블을 생성하여 관리하는 것과 같은 여러 상이한 방법을 이용하여 수행될 수도 있다. DSP(26)는 그 다양한 기능을 수행하고 ROM(28)에 저장되어 있는 여러 루틴과 알고리즘의 제어하에 동작한다. ROM(28)은 DSP(26)와 호환가능한 명령으로서 제공되는 어떠한 개수의 루틴을 포함하고 있을 수도 있다.
DSP(26)는 모터 제어 회로(40)에 의해 사용되는 모터 제어 입력 신호를 생성하여 헤드 액추에이터와 스핀들 모터와 같은 하나 이상의 디스크/헤드 어셈블리(14) 소자를 제어할 수도 있다. 헤드 액추에이터는 정보가 플래터와 적절히 교환될 수 있도록 트랙 상의 판독/기록 헤드를 위치 조절하거나 자기 플래터의 위치를 조절하도록 적절히 제어되어야만 한다. DSP(26)는 트랙 식별 정보와 위치 에러 정보 등의 정보를 포함할 수도 있는 서보 회로(36)에 의해 생성되는 서보 신호의 수신에 응답하여 모터 제어 입력 신호를 생성한다. 모터 제어 입력 신호의 생성시 DSP(26)는 ROM(28)에 적절히 저장되는 서보 알고리즘과 같은 알고리즘이나 소프트웨어 루틴의 제어하에 동작한다. DSP(26), 서보 회로(36), 모터 제어 회로(40)는 제어 시스템을 형성하여 헤드 액추에이터와 스핀들 모터를 제어한다. DSP(26), 서보 회로(36), 모터 제어 회로(40)가 하나의 집적 회로에 밀접하게 연결되어 있다는 점이 전체적인 성능을 개선시킨다.
DSP(26)는 판독 채널(34) 내에 생성된 중간 판독 신호에 대한 신호 분석을 수행할 수도 있도록 설계되어 있다. DSP(26)는 신호 분석의 수행에 응답하여 판독 채널 파라미터를 생성할 수도 있다. 판독 채널 파라미터는 판독 채널(34)에 관한 화살표에 의해 지시되는 바와 같이 판독 채널(34) 내에 또는 국부적으로 메모리에 저장될 수도 있어 판독 채널 회로는 판독 채널 파라미터를 액세스할 수도 있다. 예를 들어 DSP(26)는 적응 필터링(adaptive filtering)을 수행하여 판독 채널(34)에 의해 사용될 수도 있는 필터 계수를 발생시킬 수 있다. 이러한 계수 또는 파라미터들은 실시간으로 생성되어 갱신될 수도 있다. DSP(26)에 의해 수행되는 여러 기능에 대한 각각의 예가 이하 제공된다.
DSP(26)는 범용 마이크로프로세서(generic microprocessor)에 대해 특수 디지털 신호 프로세서(specialized digital signal processor)로서 바람직하게 구현될 수도 있다. 그러나 본 발명은 범용이나 비특정 마이크로프로세서를 사용하여 구현될 수도 있다. DSP들은 마이크로프로세서들이 노멀 컴퓨터 마이크로프로세서 보다 훨씬 강력한 수학적 연산 능력을 가지고 있다는 점에서 비특정 마이크로프로세서에 비해 2개의 주된 이점을 제공하고 있으며, DSP들은 마이크로프로세서들이 용이하게 프로그램될 수 있도록 함으로써 순간적으로 여러 상이한 기능을 수행할 수 있도록 해주는 명령 세트를 제공한다.
디스크 제어 회로(24)는 그 기능의 수행시 DSP(26)를 보조하고 이를 달성하기 위해 여러 회로 소자중 어느 하나를 포함할 수도 있다. 일반적으로 디스크 제어 회로(24)는 버스(22)로의 액세스를 제어하기 위한 버스 아비트레이션(bus arbitration)과 같은 기능을 수행하는 디지털 논리 회로 등의 디지털 회로를 포함하고 있어, 디지털 데이터와 제어 신호가 판독, 기록, 및 서보 동작과 같은 여러 동작동안 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)내에서 적절히 전송되고, 라우트되며 교환될 수도 있다. 실제 구현에 있어서 버스(22)는 멀티플 버스를 사용하여 구현될 수도 있고 병렬 버스로서 제공될 수도 있다.
디스크 제어 회로(24)의 디지털 회로는 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)의 여러 회로 소자에 제공되는 내부 인에이블 신호(internal enable signal)를 생성할 수도 있다. 예를 들어 판독, 기록 및 서보 인에이블 신호가 필요에 따라 제공될 수도 있다. 이러한 인에이블 신호는 상태 머신, 카운터, 타이머 등의 회로를 사용하여 생성될 수도 있다. 일실시예에서 판독 인에이블 신호는 판독 채널(34)에 제공되고, 기록 인에이블 신호는 기록 채널(32)에 제공되며, 서보 인에이블 신호는 서보 회로(36)에 제공될 수도 있다. 예를 들어 서보 인에이블 신호는 타이머, 카운터 또는 판독 및 기록 동작동안 적절한 간격으로 서보 인에이블 신호를 발생시키는 PLL 회로(phase locked loop circuit)를 사용하여 생성될 수도 있다. 디스크 제어 회로(24)는 데이터를 수신하여 통신하기 위해 클라이언트(20)와 인터페이스할 수도 있으며 클라이언트(20)와의 적절한 인터페이스가 필요함에 따라 RAM(30)으로부터의 신호를 제어한다. RAM(30)은 데이터 메모리라고도 할 수 있으며 어드레스 가능 메모리 소자와의 하나 또는 다수의 메모리 블록으로서 구현될 수도 있다. 일반적으로 디스크 제어 회로(24)는 관련 분야의 당업자에게 잘 알려져 있는 공통으로 이용가능한 디지털 회로를 사용하여 구현 및 구성될 수도 있다.
디스크 제어 회로(24)는 아날로그 도메인에서의 판독 채널(34)로부터 디지털 도메인으로 공급되는 내부 또는 중간 판독 채널 신호를 변환하기 위한 D/A 변환기를 더 포함할 수도 있다. 이러한 디지털 중간 판독 채널 신호는 어느 원하는 분석이나 신호 처리를 위해 DSP(26)에 제공될 수도 있다.
동작시 클라이언트(20)는 명령이나 요구를 서버 하드디스크 드라이브(10)에 제공하여 컴퓨터 파일을 저장하거나 저장된 컴퓨터 파일을 검색하는 것과 같은 원하는 기능을 수행한다. ROM(28)에 저장된 루틴이나 알고리즘의 소프트웨어 제어하에서 DSP(26)와 디스크 제어 회로(24)는 클라이언트(20)로부터 수신된 요구를 수신하고 응답함으로써 클라이언트(20)와의 인터페이스를 제공한다. 상기한 바와 같이 이러한 인터페이스는 네트워크 인터페이스와 같은 가상의 임의의 인터페이스일 수도 있다. 예를 들어 서버 하드디스크 드라이브(10)로부터의 정보를 클라이언트(20)가 저장하거나 검색하려고 시도하는 경우, 명령이나 요구는 클라이언트(20)로부터 전달되거나 디스크 제어 회로(24)에 의해 RAM(30) 등의 내부 메모리에 저장되므로 DSP(26)는 이들 명령을 액세스하여 해석(interpret)할 수도 있고 요구되거나 필요에 따라 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)에서의 판독, 기록, 및 서보 동작을 개시할 수도 있다.
정보를 저장하는 경우 클라이언트(20)는 저장될 데이터나 정보가 디스크 제어 회로(24)에 전달되도록 하고 이 경우 상기 정보는 RAM(30)에 저장된다. ROM(28)의 알고리즘의 제어하에서 DSP(26)는 RAM(30)으로부터의 정보를 기록 채널(32)로 라우팅함으로써 정보를 저장하는 기록 동작을 스케줄하거나 개시한다. 기록 채널(32)은 이러한 인바운드 디지털 데이터 신호(inbound digital data signal)를 수신하여 처리하고 응답시의 기록 채널을 생성한다. 기록 신호는 이 신호가 저장되는 디스크/헤드 어셈블리(14)에 전달된다. 기록 채널(32)은 어느 공지의 이용 가능한 기록 채널을 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어 기록 채널(32)은 레지스터, 스크램블러, 인코더, 프리코더, 시리얼라이저(serializer), 및 기록 전치 보상 회로(write precompensated circuit)를 포함할 수도 있다.
정보 검색시, ROM(28)에서의 알고리즘의 제어하에 DSP(26)는 판독 동작을 스케줄하거나 개시하여 디스크/헤드 어셈블리(14)로부터 원하는 정보를 검색한다. 판독 채널(34)은 판독 신호를 검색하고 처리하여 아웃바운드 디지털 데이터 신호(outbound digital data signal)를 생성한다. 이를 달성하기 위한 처리시 판독 채널(34)은 실시간 모드나 오프 라인 모드(off-line mode) 중 어느 모드에서 DSP(26)에 의해 처리될 수도 있는 다양한 중간 판독 신호를 생성하여 판독 채널 회로 파라미터를 생성하게 된다. 이점에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 아웃바운드 디지털 데이터 신호가 버스(22)를 통해 제공되고 디스크 제어 회로(24)에 의해 RAM(30)에 저장되거나 클라이언트(20)에 바로 전송된다. 어느 경우든 아웃바운드 디지털 데이터 신호는 결국 디스크 제어 회로(24)의 도움으로 클라이언트(20)에 제공된다. 판독 채널(34)은 어느 공지의 또는 이용가능한 판독 채널을 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어 판독 채널(34)은 도 2에 예시된 것과 같은 이산 시간 신호 처리(discrete time signal processing)를 이용하는 동기적으로 샘플된 판독 채널로서 구현될 수도 있다.
상기한 바와 같이 DSP(26)는 클라이언트(20)로부터의 요구를 파일의 실제 위치와 디스크/헤드 어셈블리(14)의 자기 플래터에 저장된 정보와 상관시킴으로써 판독 및 기록 동작 모두에 대한 파일 관리 기능을 수행한다. DSP(26)는 정보가 저장되도록 트랙을 유지하기 위한 파일 관리 기능을 수행한다. 이것은 파일을 관리하는 것과 같은 여러 상이한 방법을 이용하여 수행될 수도 있다.
판독 및 기록 동작동안 헤드 액추에이터는 저장 매체의 정확한 트랙에 적절히 위치해야만 한다. 마찬가지로 스핀들 모터는 최적의 성능을 확보하기 위해 정확한 속도로 동작해야만 한다. 상기한 바와 같이 이는 DSP(26), 서보 회로(36), 모터 제어 회로(40), 서보 동작동안의 파워 드라이버(18)를 통해 달성된다. DSP(26), 서보 회로(36), 모터 제어 회로(40)는 제어 시스템을 형성하여 헤드 액추에이터와 스핀들 모터를 제어한다. DSP(26), 서보 회로(36), 모터 제어 회로(40)가 하나의 집적 회로에 밀접하게 연결되어 있다는 점은 전체적인 제어 시스템 성능을 개선시킨다.
서보 회로(36)는 저장 매체로부터 서보 웨지 신호를 수신하고 처리하여 서보 신호를 생성한다. 서보 웨지 신호와, 이로 인한 서보 신호는 위치 에러 정보와 트랙 식별 정보를 포함하고 있다. 도 1의 실시예에서 서보 신호는 아날로그 도메인(analog domain)에서 생성된 후 A/D 변환기(38)에 의해 디지털 도메인(digital domain)으로 변환된다. 대안의 실시예에서 서보 회로(36)로부터 디지털 도메인의 서보 신호가 공급된다. 이어서 서보 신호는 버스(22)를 통해 DSP(26)에 공급된다. ROM(28)에 저장된 알고리즘의 제어하에 동작하는 DSP(26)는 서보 신호를 수신하고 응답시의 모터 제어 입력 신호를 발생시킨다. 모터 제어 입력 신호는 헤드 액추에이터와 스핀들 모터의 위치에서 요구될 수도 있는 조정과 관련된 정보를 포함하고 있다.
이어서, 모터 제어 출력 신호가 생성되어 파워 드라이버(18)에 공급되는 모터 제어 회로(40)에 모터 제어 입력 신호가 공급된다. 모터 제어 회로(40)는 헤드 액추에이터와 스핀들 모터가 적절히 제어될 수 있도록 파워 드라이버(18)와 적절히 인터페이스할 수 있는 회로를 포함하고 있다. 대안의 실시예에서 모터 제어 회로(40)는 모터 제어 출력 신호를 발생시켜 디스크/헤드 어셈블리(14)의 특정 장치를 제어할 수도 있다. 예를 들어 하나의 모터 제어 출력 신호가 파워 드라이버(18)에 제공되어 헤드 액추에이터를 위치 조절하는 보이스 코일 모터를 제어하고, 별도의 모터 제어 출력 신호가 파워 드라이버(18)에 공급되어 스핀들 모터의 속도를 제어할 수도 있다. 이러한 경우에 파워 드라이버(18)는 디스크/헤드 어셈블리(14)의 여러 장치를 구동시키기 위한 여러 공지의 또는 이용가능한 회로중 어느 하나를 이용하여 구현될 수도 있다.
도 2는 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)의 판독 채널을 예시하는 블록도이다. 도 2에 예시된 바와 같은 판독 채널(34)의 구현은 판독 채널의 일실시예일 뿐이고 본 발명이 판독 채널의 어느 특정한 유형이나 배치로 제한되는 것은 아니다. 사실 본 발명은 가상적 유형의 어느 판독 채널을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어 판독 채널(34)은 도 2에 예시된 바와 같은 이산 시간 신호 처리를 이용하는 동기적으로 샘플된 판독 채널로서 구현될 수도 있고, 피크 검출 및 레벨 검출 기술을 통해 데이터 식별을 시도하는 피크 검출 판독 채널로서 구현될 수도 있다. 판독 채널(34)은 판독 동작동안 전치 증폭기(16)와 디스크/헤드 어셈블리(14)로부터의 판독 신호를 수신해서 처리하고 응답시의 아웃바운드 디지털 데이터 신호를 발생시킨다. 판독 신호를 처리하고 아웃바운드 디지털 데이터 신호를 생성하는 경우 판독 채널(34)은 DSP(26)에 의해 계산되거나 판독 채널(34)에 의해 액세스가능한 메모리에 저장된 회로 또는 판독 채널 파라미터를 사용할 수도 있다.
도 2의 실시예에서 판독 채널(34)은 다양한 이득 증폭기(VGA;42), 자동 이득 제어 회로(AGC;44), 필터(46), 샘플러(48), PLL(50), 이산 신호 등화기(52), 및 검출기(54)를 포함하고 있다. 파라미터 메모리(35) 역시 판독 채널(34)의 부분으로서도 제공된다. 파라미터 메모리(35)는 중간 판독 채널 신호 분석에 응답하여 DSP(26)에 의해 생성되는 회로 또는 판독 채널 파라미터를 저장한다. DSP(26)에 의해 수행되는 특별한 구현과 특정 신호 분석에 좌우되는 파라미터 메모리(35)는 DSP(26)에 의해 생성되어 파라미터 메모리(35)에 저장된 판독 채널 회로 파라미터를 이용하는 판독 채널(34)의 여러 회로 소자 중 어느 하나에 의해 액세스가능할 수도 있다. 파라미터 메모리(35)는 판독 채널(34)의 부분으로서 또는 판독 채널(34)과는 별도로 제공될 수도 있다.
판독 채널(34)은 AGC(44)에 의해 제어되는 양만큼 신호가 증폭되어 증폭된 판독 신호를 발생시키는 VGA(42)로 판독 신호를 수신한다. AGC(44)와 함께 VGA(42)가 동작하여 적절한 증폭 또는 이득을 아날로그 판독 신호에 공급한다. AGC(44)가 필터(46)의 출력으로부터의 피드백 신호를 수신함으로써 적절한 조정이 VGA(42)에 의해 판독 신호에 공급된 증폭이나 이득에 행해질 수 있다.
다음에 증폭된 판독 신호가 VGA(42)에 의해 필터(46)에 제공되어 추가적으로 처리된다. 일실시예에서 필터(46)는 신호를 필터링하여 원하지 않는 고주파수 잡음을 제거하므로 저역 필터(low pass filter)로서 구현된다. 필터(46)는 진폭 부스트(amplitude boost)와 함께 파형 정형(waveform shaping)도 제공할 수 있다. 예를 들어 필터(46)는 Gm/C 성분(components)을 이용하여 설계된 연속 시간 7차 필터(continuous-time 7th order filter)일 수도 있다. 필터(46)의 차단 주파수와 부스트는 프로그램가능하다. 상기한 바와 같이 VGA(42), 필터(46), AGC(44)는 연속 시간 AGC 제어 루프를 형성한다. 필터(46)의 필터링된 판독 신호는 샘플러(48)에 공급된다.
샘플러(48)는 필터(46)로부터의 필터링된 판독 신호를 샘플링하고 이산값을 갖는 이산 판독 신호를 발생시킨다. 샘플러(48)는 필터링된 판독 신호를 연속 시간으로부터 이산 시간(discrete-time)으로 변환한다. 필터링된 판독 신호는 디스크/헤드 어셈블리(14)의 자기 또는 저장 매체에 저장되는 여러 자기 전이(magnetic transitions)에 대응하는 시간에 동기적으로 샘플링된다. 이러한 자기 전이는 디스크/헤드 어셈블리(14)에 저장된 데이터에 대응한다. 샘플러(48)는 신호를 샘플링하고 다음 샘플링이 발생할 때까지 값을 유지한다. PLL(50)은 샘플러(48)가 필터링된 판독 신호를 샘플링하고 유지할 때를 제어하는 샘플러(48)에 샘플링 클록 또는 신호를 공급한다. 이산 판독 신호의 각각의 이산값은 신호가 샘플러(48)에 의해 샘플링되는 시간에서 필터링된 판독 신호의 값 또는 진폭에 대응한다. 샘플러(48)는 이산 신호 등화기(52)로 순차 다중화되어 정확한 순차값(time sequenced value)이 이산 신호 등화기(52)에 나타나도록 하는 순환 샘플 및 홀드 회로(circular sample and hold circuit)와 같은 샘플 및 홀드 회로로 구현될 수도 있다. 샘플링 클록이나 상기한 신호를 발생시키도록 공지의 여러 회로 중 어느 것을 사용하여 PLL(50)이 구현될 수도 있다. PLL(50)은 전압 제어 발진기와 위상 검출기를 포함하는 것이 바람직하다. PLL(50)은 일반적으로 크리스탈 클록이나 타이밍 신호 입력(도 2에는 도시 생략)을 수신하여 샘플링 클록의 설정을 돕는다. PLL(50)은 샘플링 클록의 타이밍이나 신호의 추가적인 조정을 위해 에러 신호(도 2에는 도시 생략)도 수신한다. 그러나, 본 발명은 PLL의 구현이나 유형에 제한되는 것은 아니다.
이산 신호 등화기(52)는 샘플러(48)로부터의 이산 판독 신호를 수신하고 디스크/헤드 어셈블리(14) 상에서의 자기 전이(magnetic transitions)에 대응하는 이산 레벨을 갖는 등화된 판독 신호를 생성한다. 이산 신호 등화기(52)는 아날로그 유한 임펄스 응답 필터(analog finite impulse response filter)로서 구현될 수도 있다. 이러한 경우에 이산 신호 등화기(52)는 복수의 필터 계수나 탭을 수신하며, 이산 판독 신호를 등화하거나 필터링하는데 그것들을 사용한다. 이러한 필터 계수는 DSP(26)에 의해 생성되어 파라미터 메모리(35)에 저장될 수도 있으며, 이 경우 계수들은 이산 신호 등화기(52)에 의해 액세스 가능하다. 이산 판독 신호는 검출기(54)의 타겟 함수(target function)로 등화된다.
아날로그 유한 임펄스 응답 필터로서 구현되는 경우, 이산 신호 등화기(52)는 다수의 승산기를 포함하고 있다. 각각의 승산기는 복수의 필터 계수 중 하나와 이산 판독 신호의 연속적인 이산값(consecutive discrete value)을 수신한다. 각각의 승산기들의 출력은 입력을 합산하여 등화된 판독 신호를 제공하는 아날로그 가산기 등의 가산기에 입력으로서 공급된다. 이산 판독 신호가 변경됨에 따라 각각의 승산기에 공급되는 이산 판독 신호의 연속적인 이산값은 다음 승산기로 쉬프트되고 새로운 이산값은 제1 승산기에 공급되고 가장 오래된 이산값은 마지막 승산기로부터 떨어진다.
이산 신호 등화기(52)는 프로그램가능 디지털 회로에 의해 설정된 계수를 갖는 5탭 필터(five tap filter)로서 구현될 수도 있다. 이산 신호 등화기(52)는 D/A 변환기를 통해 아날로그 값으로 변환되는 5개의 디지털 계수 또는 필터 탭 웨이트(filter tap weights)를 수신한다. 각각의 계수는 별도의 승산기에 공급된다. 5개 승산기 모두의 출력은 아날로그 가산기에 공급되어 등화된 판독 신호를 발생시킨다. 5개의 계수 또는 탭이 설명되지만 계수 또는 탭의 개수와 승산기의 대응하는 개수는 변할수도 있다.
대안으로 샘플러(48)를 대신하여 필터(46)와 이산 신호 등화기(52) 사이에는 A/D 변환기가 제공되어 필터 판독 신호를 아날로그 도메인(analog domain)으로부터 디지털 도메인(digital domain)으로 변환할 수도 있다. 이러한 경우에 A/D 변환기는 PLL(50)에 의해 제어될 것이다. 그 자체로 이산 신호 등화기(52)는 디지털 필터로서 구현될 것이고 A/D 변환기로부터 디지털 신호를 수신할 것이다. 이산 신호 등화기(52)는 디지털 신호를 필터링하여 등화된 판독 신호를 발생시킬 것이다. 일실시예에서 이산 신호 등화기(52)는 무한 임펄스 응답(infinite impulse response)이나 유한 임펄스 응답(finite impulse response) 등, 필터 탭 계수를 수신하여 이용할 수 있는 적응 디지털 필터로서 구현될 수도 있다. 적응 필터링은 DSP(26)에 의해 수행될 수도 있고 필터탭 계수가 파라미터 메모리(35)에 공급될 수도 있어 계수들은 디지털 필터에 의해서도 액세스 가능하다.
검출기(54)는 이산 신호 등화기(52)로부터 이산 판독 신호를 수신한다. 검출기(54)는 신호를 분석하고 디스크/헤드 어셈블리(14)에 저장되어 있는 데이터에 대응하는 아웃바운드 디지털 신호를 발생시킨다. 일실시예에서 검출기(54)는 최대 가능 검출기(maxium likelihood detector) 또는 비터비 알고리즘을 구현하는 비터비 검출기일 수도 있다. 검출기(54)가 비터비 검출기로서 구현된다고 하면 검출기(54)는 신호를 분석하기 위한 메트릭 회로(metric circuit)와 트렐리스 회로(trellis circuit)를 포함하고 있다. 메트릭 회로는 이산 신호 등화기(52)로부터 이산 판독 신호를 수신하고, 가산, 비교, 선택 기능을 수행하여 자기 전이가 디스크에서 발생하였는지 또는 발생하지 않았는지를 판정한다. 메트릭 회로의 출력은 시퀀스 디코딩을 위한 결정 트리(decision tree)로서 작용하는 트렐리스(trellis) 회로에 공급된다. 트렐리스 회로는 검출기(54)의 출력의 기능을 하는 아웃바운드 디지털 데이터 신호를 발생한다. 도 2에는 예시되지 않았지만 판독 채널(34)은 동기화 검출 회로와 직병렬 변환기(deserializer)를 포함하여 아웃바운드 디지털 신호와 버스(22)를 적절히 인터페이스할 수 있다.
예시된 바와 같이 판독 채널(34)은 예를 들어 증폭된 판독 신호, 필터링된 판독 신호, 이산 판독 신호, 등화된 판독 신호와 같은 여러 중간 판독 신호를 포함하고 있다. 이들 중간 판독 신호는 DSP(26)에 의해 액세스되어 분석될 수도 있고 ROM(28) 등의 메모리에 공급되는 소프트웨어의 제어하에 동작할 수도 있으므로 원하는 판독 채널 회로 파라미터가 파라미터 메모리(35)에서 생성되어 저장될 수도 있으며, 이 경우 파라미터들은 판독 채널(34)의 회로에 의해 액세스가능하다. 아날로그 신호로서 공급되는 중간 판독 채널 신호는 도 2에 도시되지는 않았지만 A/D 변환기에 의해 디지털 도메인으로 변환되고 이어서 DSP(26)에 의해 분석될 수도 있다. A/D 변환기는 판독 채널(34)의 한 부분으로서 제공될 수도 있고 별도로 제공될 수도 있다.
DSP(26)가 단일의 집적 회로 또는 집적 회로 패키지로서 구현된다고 하는 점은 판독 채널(34)의 여러 중간 판독 신호의 액세스 가능성(accessibility)을 크게 향상시킨다. 이것은 DSP(26)로 하여금 중간 판독 신호중 임의의 신호를 수신하여 분석할 수 있도록 해준다. 예를 들어 이산 신호 등화기(52)가 디지털 필터로서 제공되면 DSP(26)는 필요에 따라 디지털 필터의 계수나 탭을 변화시키는 적응성 필터링(adaptive filtering)을 수행할 수도 있다. 이는 실시간을 토대로 또는 선택 간격(select intervals) 및 주기동안 수행될 수 있다. 다른 실시예에서 도 2에는 도시하지 않았지만 부가적인 회로가 제공됨으로써 선택 중간 판독 채널 신호가 선택되어 DSP(26)에 의해 분석되도록 할 수도 있다. 예를 들어 "Waveform Sampler and Method for Sampling a Signal From a Read channel"라고 하는 명칭의 미국 가출원 제 60/013,094호(TI Docket Number TI-20668)는 판독 채널로부터 중간 판독 채널 신호를 액세스하는 회로와 방법을 제공한다.
상기한 바와 같이 여러 회로 모듈의 일부나 전부 또는 판독 채널(34)의 요소는 향상된 또는 최적의 회로 성능을 위한 판독 채널 파라미터들을 수신할 수도 있다. 파라미터들은 일반적으로 번인(burn-in)동안 계산될 수도 있지만 실시간 동작동안이나 서버 하드디스크 드라이브(10)를 최적화하는동안 등의 다른 시간에 계산될 수도 있다.
통상 시스템간에서 변화하고 시스템 성능에 영향을 주는 디스크/헤드 어셈블리(14)의 저장 매체의 여러 물리적인 자기 특성을 설명해주는 판독 채널 파라미터가 설계될 수도 있다. 여러 물리적인 자기 특성은 용도와 시간에 따라 일반적으로 변화하거나 저하될 수도 있고 따라서 회로 파라미터들은 시스템 성능을 더욱 최적화하기 위해 적어도 주기적으로 재계산되어야만 한다.
일실시예에서 파라미터 메모리(35)는 휘발성 메모리로서 제공되고, 판독 채널 파라미터들은 스타트업동안 계산되어 파라미터 메모리(35)에 저장된다. 다른 실시예에서 판독 채널 파라미터들은 번인 동안이나 다른 시간에 계산되어 ROM(28)이나 파라미터 메모리(35) 등의 비휘발성 메모리에 저장된다. ROM(28)에 저장되는 경우 판독 채널 파라미터는 버스(22)를 통해 스타트업(start-up)동안 판독 채널(34)에 전달될 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 상기한 바와 같은 이점을 만족시키는 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로와 방법이 제공된다. 본 발명이 상세히 설명되었지만 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 여러 변형, 대체, 및 개조가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어 여러 상이한 기술과 대안의 회로가 판독 채널(34)에 사용될 수도 있지만 역시 본 발명의 원하는 기능을 얻을 것이다. 또한, 본 명세서에서 예시되고 있는 직접 접속(direct connection)은 직접 접속되지 않고도 중간 디바이스 또는 디바이스들을 통해 2개의 디바이스가 단지 서로 연결되도록 하는 것과 같은 접속으로 해당 분야의 숙련된 자에 의해 변경될 수 있지만, 여전히 본 발명에 의해 입증된 원하는 결과를 얻을 것이다. 여러 디바이스나 소자들이 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)와 클라이언트(20) 사이에 또는 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)와 저장 매체 사이에 연결된다 하더라도, 예를 들어 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로(12)는 클라이언트(20)와 어느 저장 매체 간의 디지털 데이터의 교환과 동작을 제어하는데 사용될 수 있다. 기타 여러 변경, 대체 및 변형 실시예는 당업자에 의해 용이하게 확인될 수 있고, 그 실시예들은 다음의 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않는 것이다.
도 1은 서버 하드디스크 드라이브의 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로를 예시하는 블록도.
도 2는 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로의 판독 채널을 예시하는 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 서버 하드디스크 드라이브
12 : 서버 하드디스크 드라이브 집적 회로
18 : 파워 드라이버
20 : 클라이언트
24 : 디스크 제어 회로
26 : DSP(digital signal processor)
30 : RAM
32 : 기록 채널
34 : 판독 채널
36 : 서보 회로
40 : 모터 제어 회로

Claims (10)

  1. 서버 하드디스크 드라이브의 동작을 제어하고 복수의 클라이언트(client)와 상기 서버 하드디스크 드라이브의 저장 매체(storage media) - 상기 저장 매체는 컴퓨터 파일을 저장하며, 또한 자기 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터와 판독/기록 헤드를 위치 조절(positioning)하기 위한 헤드 액추에이터를 포함함 - 사이에서 교환되는 디지털 데이터를 처리하기 위한 서버 하드디스크 드라이브 시스템으로서,
    디지털 데이터를 저장하는데 적합한 데이터 메모리와;
    상기 복수의 클라이언트로부터의 요구를 수신 및 저장하고 상기 복수의 클라이언트와 디지털 데이터를 교환하는 네트워크 노드로서 동작하는데 적합한 디스크 제어 회로 - 상기 디스크 제어 회로는 상기 데이터 메모리 내의 디지털 데이터의 저장을 제어하는데 적합하고, 상기 복수의 클라이언트는 상기 디스크 제어 회로에 결합되어 있음 - 와;
    기록 동작동안 상기 데이터 메모리로부터 제공된 인바운드 디지털 데이터 신호(inbound digital data signal)를 수신 및 처리하고, 상기 저장 매체와 통신되는 응답시의 기록 신호를 발생시키는데 적합한 기록 채널과;
    판독 동작동안 상기 저장 매체로부터의 판독 신호를 수신 및 처리하고, 응답시의 아웃바운드 디지털 데이터 신호(outbound digital data signal)를 발생시키는데 적합한 판독 채널 - 상기 판독 채널은 상기 판독 신호를 처리하면서 중간 판독 신호를 발생시키는데 적합함 - 과;
    서보 동작동안 상기 저장 매체로부터의 서보 웨지 신호(servo wedge signal)를 수신 및 처리하고, 응답시의 서보 신호를 발생시키는데 적합한 서보 회로와;
    모터 제어 입력 신호를 수신하고 모터 제어 출력 신호를 발생시켜 상기 스핀들 모터와 상기 헤드 액추에이터를 제어하는데 적합한 모터 제어 회로와;
    상기 복수의 클라이언트로부터 제공된 요구를 수행하도록 필요에 따라 판독 및 기록 동작을 개시시키는데 적합한 디지털 신호 프로세서 - 상기 디지털 신호 프로세서는 파일 관리를 수행하며 상기 서보 신호의 수신에 응답하여 상기 모터 제어 입력 신호를 발생시키는데 적합하며, 상기 중간 판독 신호를 처리하여 판독 채널 파라미터를 생성하는데 더욱 적합함 -
    를 포함하는 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서버 하드디스크 드라이브 시스템은 네트워크 접속을 통해 상기 클라이언트와 연결되는 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서버 하드디스크 시스템은 1394 데이터 전송 버스를 통해 상기 클라이언트와 인터페이스되고, 상기 서버 하드디스크 드라이브 시스템과 상기 클라이언트 사이의 정보 교환은 상기 디지털 신호 프로세서에 의해 제어되는 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서버 하드디스크 드라이브 시스템은 USB(Universal Serial Bus)를 통해 상기 클라이언트와 인터페이스되고, 상기 서버 하드디스크 드라이브 시스템과 상기 클라이언트 사이의 정보 교환은 상기 디지털 신호 프로세서에 의해 제어되는 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서버 하드디스크 드라이브 시스템과 상기 클라이언트 사이의 인터페이스는 복수의 인터페이스 포맷 중 어느 하나를 이용하여 상기 서버 하드디스크 드라이브 시스템이 상기 클라이언트와 인터페이스될 수 있도록 구성가능한 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서보 신호는 위치 에러 정보(position error information)와 트랙 식별 정보(track identification information)를 포함하는 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서보 회로는 아날로그 도메인에서 상기 서보 신호를 발생시키고,
    상기 서보 신호를 아날로그 도메인(analog domain)으로부터 디지털 도메인(digital domain)으로 변환하는데 적합한 A/D 변환기를 더 포함하는 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 판독 채널은 상기 디지털 신호 프로세서로부터 상기 판독 채널 파라미터를 수신하고 상기 판독 채널 파라미터를 이용하여 상기 아웃바운드 디지털 데이터 신호를 발생시키는데 적합한 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 디지털 신호 프로세서는 상기 중간 판독 신호를 이용하여 적응성 필터링(adaptive filtering)을 수행함으로써 상기 판독 채널 파라미터를 필터 계수(filter coefficient)로서 생성하는 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 판독 채널 파라미터는 상기 판독 채널의 유한 임펄스 응답 필터(finite impulse response filter)에 대한 계수인 서버 하드디스크 드라이브 시스템.
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