KR100594310B1 - 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 방법 및 이에적합한 기록 매체 - Google Patents

하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 방법 및 이에적합한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하드디스크 드라이브 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 다중 정현파 가속도 궤적에 따른 트랙 탐색 제어 장치에 있어서 활강 모드로의 전환 및 감속 모드로의 전환을 원활하게 할 수 있는 탐색 제어 방법, 이에 적합한 기록 매체, 그리고 이를 적용한 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 탐색 제어 방법은 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 산출하는 과정; 상기 가속 구간의 시간을 참조하여 활강 구간을 포함하는 탐색 제어를 위한 위치 궤적을 산출하는 과정; 상기 위치 궤적에 상응하는 가속도 궤적 및 속도 궤적을 산출하는 과정; 및 상기 산출된 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 이용하여 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 활강 모드를 포함하는 하드디스크 드라이브의 탐색 제어에 있어서 활강 모드가 없는 트랙 탐색을 위한 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 얻고, 얻어진 가속 구간의 시간에 근거하여 활강 모드를 포함하는 탐색을 위한 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 산출함으로써 원활하게 활강 모드를 제어할 수 있게 하는 효과를 가진다.

Description

하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 방법 및 이에 적합한 기록 매체{method for controlling track seeking of harddisk drive and recording medium therefor}
도 1은 종래의 정현파 형태의 가속도 궤적을 이용한 트랙 탐색 제어 장치의 구성을 보이는 것이다.
도 2는 종래의 정현파 형태의 Seek 시 위치 궤적(y), 속도 궤적(v), 가속도 궤적을 Normalize하여 보이는 것이다.
도 3은 다중 정현파 탐색 제어 방법에 있어서 사용되는 가속도 궤적을 보이는 것이다.
도 4는 다중 정현파 탐색 제어에 있어서 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 위한 가속도 궤적을 보이는 것이다.
도 5는 활강 모드를 포함하는 탐색 제어에 있어서 필요한 위치 궤적을 보이는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 탐색 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
도 7은 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 대한 위치 궤적을 보이는 것이다.
도 8은 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 위한 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 보이는 것이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브의 구성을 보이는 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 하드디스크 드라이브를 제어할 수 있는 전기 시스템을 보이는 것이다.
본 발명은 하드디스크 드라이브 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 다중 정현파 가속도 궤적에 따른 트랙 탐색 제어 장치에 있어서 활강 모드로의 전환 및 감속 모드로의 전환을 원활하게 할 수 있는 탐색 제어 방법, 이에 적합한 기록 매체, 그리고 이를 적용한 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브는 회전하는 디스크 상의 자계를 감지하고 자화 시킴으로써 정보를 기록하고 읽을 수 있는 복수의 자기 변환기(magnetic transducer)들을 포함하고 있다. 정보는 동심원 형상의 트랙들 상에 저장된다. 각각의 트랙들은 고유의 디스크 번호 및 트랙 번호를 가지며, 복수의 디스크들에 있어서 동일한 트랙 번호를 가지는 트랙들을 실린더(cylinder)라 칭한다. 그러므로 각 트랙은 실린더 번호에 의하여 정의되기도 한다.
각 변환기(transducer)는 전형적으로 헤드 짐벌 어셈블리(HGA: Head Gimbal Assembly)에 편입되어 있는 슬라이더 내에 통합되어 있다. 각 헤드 짐벌 어셈블리 는 액튜에이터 암에 부착되어 있다. 액튜에이터 암은 보이스 코일(voice coil) 모터를 함께 특정하는 마그네틱 어셈블리에 인접되게 위치한 보이스 코일을 갖고 있다. 하드디스크 드라이브는 전형적으로 보이스 코일 모터를 여기시키는 전류를 공급하는 구동 회로 및 콘트롤러를 포함하고 있다. 여기된 보이스 코일 모터는 액튜에이터 암을 회전시켜 변환기들을 디스크(들)의 표면을 가로질러 이동시킨다.
정보를 기록하거나 또는 읽을 때, 하드디스크 드라이브는 변환기를 한 실린더에서 다른 실린더로 이동시키기 위한 트랙 탐색 제어 루틴을 실행할 가능성이 있다. 트랙 탐색 제어 루틴 도중에 보이스 코일 모터는 변환기가 디스크 표면의 어떤 실린더로부터 새로운 실린더 위치로 이동시키도록 여기된다. 콘트롤러는 변환기가 정확한 실린더 위치 및 트랙의 중앙으로 이동될 수 있도록 보이스 코일 모터에 인가되는 전류를 제어한다.
될수록 디스크(들)로부터 정보를 읽거나 기록하는데 필요한 시간을 최소화시키는 것이 바람직하다. 그러므로, 하드디스크 드라이브에 의하여 실행되는 트랙 탐색 제어 루틴은 변환기들을 가장 짧은 시간 내에 새로운 실린더 위치로 이동시켜야 한다. 추가적으로, 헤드 짐벌 어셈블리의 안정 시간은 변환기가 빠르게 정보를 기록하거나 또는 읽을 수 있고, 한번에 새로운 실린더에 인접되게 위치하도록 하기 위하여 최소화되어야 한다.
종래에 있어서, 목표 트랙으로 변환기를 이동시키기 위하여 구형파 형태의 가속도 궤적을 적용하여 트랙 탐색 제어를 실행하였다. 불행하게도, 구형파는 높은 주파수 성분의 고조파를 포함하고 있으며, 이러한 높은 주파수 성분의 고조파는 헤 드 짐벌 어셈블리에서 기계적인 공진을 초래해서 기계적인 구성요소 또는 어셈블리들을 진동시킨다. 또한 잔여 진동으로 인하여 청각적인 노이즈, 원하지 않는 진동 등을 초래하였다. 더욱이 종래의 구형파 형태의 가속도 궤적에 따른 트랙 탐색 제어 방법에 의하여 생성된 기계적인 공진은 디스크로부터 정보를 기록하거나 또는 읽기 위하여 필요로 되는 안정 시간 및 전체적인 탐색 시간 모두를 증가시키는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 기술이 정현파 형태의 가속도 궤적을 이용한 트랙 탐색 제어 방법이다. 정현파 형태의 가속도 궤적을 이용한 트랙 탐색 제어기(Sinusoidal Seek Controller)는 구형파 형태의 가속도 궤적을 이용한 트랙 탐색 제어 방법에 비해 진동 및 소음 측면에서 유리하다.
도 1은 종래의 정현파 형태의 가속도 궤적을 이용한 트랙 탐색 제어 장치의 구성을 보이는 것이다.
도 1에 도시된 트랙 탐색 제어기(100)는 정현파 궤적 생성기(102), 노치 필터(116), VCM 드라이버(122), HDA(128), 그리고 상태 추정기(104)를 구비한다.
도 1에 도시된 트랙 탐색 제어기(100)는 변환기를 제1트랙으로부터 트랙 탐색 거리 KSK만큼 떨어진 목표 트랙으로 이동시키는 트랙 탐색 제어 루틴을 실행한다.
정현파 궤적 생성기(102)는 각 샘플링 주기 Ts마다 정현파 형태의 가속도 궤적에 따른 위치 y*(k), 속도 v*(k), 그리고 가속도 a*(k)을 발생한다.
정현파 형태의 가속도 궤적을 발생하기 위한 sin 함수 및 cos 함수값들을 얻기 위하여, sin 함수 및 cos 함수들을 샘플링 주기 Ts에 맞추어 샘플링하여 롬 테이블(ROM table)에 저장하고, 샘플링 주기 Ts에 맞추어 읽어내도록 할 수 있다.
롬 테이블은 대표적인 몇 가지의 주파수 즉, 대표 주파수들에 대한 최초 샘플링 주기에서의 sin 함수 및 cos 함수값들을 저장한다. 대표 주파수들 사이의 주파수에 대한 최초 주기의 sin 함수 및 cos 함수값들은 보간에 의해 결정된다. 여기서, 주파수는 트랙 탐색 거리 및 탐색 시간에 대응된다. 즉, 트랙 탐색 거리가 주어지면 이에 따라 탐색 시간 즉, 정현파 신호의 주파수가 결정된다.
도 2는 종래의 정현파 형태의 Seek 시 위치 궤적(y), 속도 궤적(v), 가속도 궤적을 Normalize하여 보이는 것이다. 도 2에 있어서 시간축은 트랙 탐색 시간 TSK에 대하여 정규화된 것이다. 즉, 도 2는 주어진 트랙 탐색 시간 TSK을 1로 하였을 때의 가속도 궤적(a), 속도 궤적(v), 그리고 위치 궤적(y)들을 보인다.
도 2를 참조하면, 트랙 탐색 시간 TSK은 정현파 형태의 가속도 궤적(a)의 한 주기에 상응함을 알 수 있다. 또한, 가속도 궤적(a)을 가지도록 변환기의 움직임을 제어함에 의해 트랙 탐색 시간 TSK 동안 트랙 탐색 거리 KSK까지 변환기가 이동함을 알 수 있다.
상태추정기(104)는 변환기의 이전 샘플들(k-1, k-2,)에서의 위치들 및 현재 샘플 (k)에서의 위치를 참조하여 변환기의 추정 위치 y(k) 및 추정 속도 v(k)를 출력한다.
트랙의 위치 즉, 트랙 번호는 섹터 영역에 기록된 그레이 코드(gray code)를 통하여 알 수 있으며, 변환기는 디스크 상에서 이동하는 동안 그레이 코드를 읽어낸다. 변환기를 통하여 읽혀진 그레이 코드는 상태추정기(104)에 제공된다.
그렇지만 도 1에 도시된 바와 같은 정현파 탐색 제어 장치는 구형파 탐색 제어 제어 방법에 의하여 나타나는 청각적인 노이즈를 줄임으로써 안정 시간을 개선시킨다. 그러나, 정현파 탐색 제어 방법은 구형파 탐색 제어 방법에 비해 탐색 시간이 약 10%정도 증가하는 단점이 있다. 그 이유는 사인파와 구형파를 비교함에 의해 알 수 있다. 사인파가 차지하는 면적은 구형파가 차지하는 면적에 비해 작다. 이 면적은 VCM 모터를 가속 및 감속하기 위한 전류량으로 나타난다. 정현파 탐색 제어 방법에서는 구형파 탐색 제어 방법에 비해 VCM 모터를 가속 및 감속하기 위한 전류량이 작기 때문에 VCM 모터의 구동량이 작으며 이에 따라 같은 탐색 거리 조건에서 구형파 탐색 제어 방법보다 탐색 시간이 떨어진다.
이러한 단점을 개선하고자 개발된 것이 다중 정현파 탐색 제어 방법이다. 다중 정현파 탐색 제어 방법은 대한민국 특허공개공보 2001-62386(2001. 7. 7 공개), 2001-67380호(2001. 7. 12 공개) 등에 개시된다. 정현파 탐색 제어 방법이 탐색 거리에 대하여 하나의 정현파형을 사용하는 것에 비해 다중 정현파 탐색 방법은 두 개 이상의 정현파형들의 합성에 의해 얻어지는 고조파를 사용하는 것이다.
도 3은 다중 정현파 탐색 제어 방법에 있어서 사용되는 가속도 궤적을 보이는 것이다. 도 3에 도시된 바와 같은 가속도 궤적은 서로 다른 주파수들을 가지는 다수 개의 정현파들을 합성하여 얻어진다. 도 3에 있어서, 가속 구간과 감속 구간 이 대칭적인 것이 도시된다. 그렇지만 많은 경우에 있어서 가속 구간과 감속 구간은 대칭적이지 않다. 다중의 정현파 가속도 궤적들을 합성하기 때문인 것이 주요한 이유이지만 그 외에도 기계적인 구성 요소들의 잔류 진동을 감소시키고 안정 시간을 줄이기 위하여 가속 구간과 감속 구간의 비율을 다르게 하기 때문이다. 이는 각각의 정현파들을 합성하는 비율을 다르게 함에 의해 얻어진다.
전형적으로 탐색 제어는 감속 모드 및 감속 모드를 가지고 있으며, 또한 긴 거리의 탐색을 위해 액튜에이터를 최대 설계 속도로 활강(coast)시키는 활강 모드(coast mode)를 가진다. 일반적으로 탐색 제어에 있어서 VCM에 인가되는 전류의 최대치는 VCM모터의 성능 기계적인 진동 등을 고려하여 일정한 값으로 제한된다. 즉, 가속 모드에 있어서 액튜에이터의 최대 설계 속도는 최대 전류치에 의해 제한된다. 또한, 가속 궤적과 감속 궤적은 될수록 대칭적이어야 하므로 액튜에이터가 최대 속도에 도달한 후에 감속 모드가 수행된다. 이에 따라 가속 모드 및 감속 모드만 가지고 탐색할 수 있는 거리는 한정된다. 따라서, 한정된 거리 이상으로 긴 거리를 탐색하기 위해서는 활강 모드가 필요하다.
도 4는 다중 정현파 탐색 제어에 있어서 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 위한 가속도 궤적을 보이는 것이다. 활강 모드에 있어서 VCM 모터에의 전류 입력은 0이다. 구체적으로 가속 모드에서 액튜에이터에 전류를 인가하여 액튜에이터의 속도를 증가시키고, 액튜에이터의 속도가 최대일 때 즉, 도 4의 A 지점에서 VCM에 인가되는 전류를 차단하여 활강 모드로 전환한다. 액튜에이터는 더 이상 가속되지 않고 관성에 의해 최대 속도로 활강한다. 소정의 거리동안 활강한 후 B 지점에서 감속 모드로 전환한다. 감속 모드에서는 VCM에 반대의 전류를 인가하여 액튜에이터의 속도를 감소시켜, 목표 트랙에서 액튜에이터가 정지되게 한다. 정확한 탐색 제어를 위하여 활강 모드로의 전환 및 감속 모드로의 전환은 정확하게 제어되어야 한다. 그것은 활강 모드에서 액튜에이터가 최대 속도로 움직여지는 것을 고려할 때 더욱 중요해진다.
그렇지만, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 여러 가지의 이유에 의해 가속 구간과 감속 구간이 대칭적이지 않다는 사실은 활강 모드의 수행을 어렵게 한다. 다시 말해서, 가속 구간에서 액튜에이터의 속도가 최대가 되는 시점(도 4의 A)이 가변적이며 A 및 B 시점들에 맞추어 활강 모드로의 전환 및 감속 모드로의 전환이 각각 정확하게 수행되지 않으면 정확한 탐색 제어가 이루어지지 않는다.
또한, A 및 B 시점을 정확하게 맞추지 않으면 액튜에이터 진동 등의 영향으로 소음이 발생되고 심한 경우 탐색이 실패된다.
종래의 정현파 탐색 제어 방식에서는 활강 모드 진입을 단순히 활강 모드 없는 최대 탐색 시간의 절반이 되는 시점에서 수행하였다.
이에 따라 종래의 탐색 제어 방법으로는 다중 정현파 탐색에서의 활강 모드로의 전환 및 감속 모드로의 전환이 원활하게 이루어지지 않아 탐색이 실패되거나 탐색 시간이 지연되는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 다중 정현파 탐색 방법을 이용하는 하드디스크 드라이브의 활강 모드를 포함하는 탐색 제어에 있어서 위치 궤적을 정확하게 산출함에 의해 활강 모 드로의 진입 및 감속 모드로의 진입을 정확하게 제어할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 트랙 탐색 제어 방법을 기록한 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 트랙 탐색 제어 방법을 적용한 하드디스크 드라이브를 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 탐색 제어 방법은
활강 모드를 포함하는 다중 정현파 가속도 궤적을 이용한 탐색 제어 방법에 있어서,
활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 산출하는 과정;
상기 가속 구간의 시간을 참조하여 활강 구간을 포함하는 탐색 제어를 위한 위치 궤적을 산출하는 과정;
상기 위치 궤적에 상응하는 가속도 궤적 및 속도 궤적을 산출하는 과정; 및
상기 산출된 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 이용하여 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가속 구간의 시간은 상기 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적에서 최대 탐색 시간 * 가속 구간의 도달 거리/최 대 탐색 거리에 의해 산출되는 것이 바람직하다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 기록 매체는 활강 모드를 포함하는 정현파 가속도 궤적을 이용한 탐색 제어 방법에 기록한 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 산출하는 과정;
상기 가속 구간의 시간을 참조하여 활강 구간을 포함하는 탐색 제어를 위한 위치 궤적을 산출하는 과정;
상기 위치 궤적에 상응하는 가속도 궤적 및 속도 궤적을 산출하는 과정; 및
상기 산출된 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 이용하여 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브는
소정의 정보를 저장하는 디스크;
상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기;
상기 변환기를 상기 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 보이스 코일 모터를 구동하는 VCM 드라이버 ; 및
트랙 탐색 거리에 상응하는 정현파 가속도 궤적에 상기 변환기를 이동시키도록 상기 VCM 구동 전류를 발생하는 콘트롤러를 포함하며,
상기 콘트롤러는 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 산출하는 과정; 상기 가속 구간의 시간을 참조하여 활강 구간을 포함하는 탐색 제어를 위한 위치 궤적을 산출하는 과정; 상기 위치 궤적에 상응하는 가속도 궤적 및 속도 궤적을 산출하는 과정; 및 상기 산출된 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 이용하여 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다중 정현파 탐색 방법을 이용하는 하드 디스크 드라이브의 활강 모드를 포함하는 탐색 제어에 있어서 정확한 위치 궤적을 산출하는 방법을 제공한다. 얻어진 위치 궤적을 탐색 제어에 적용함에 의해 활강 모드로의 전환 및 감속 모드로의 전환이 원활하게 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서 활강 모드를 위한 위치 궤적은 가속 구간에 의해 도달하는 거리에 기반하여 작성된다.
구체적으로 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리 즉, 가속 구간 및 감속 구간만에 의해 도달할 수 있는 탐색 거리에 대한 위치 궤적에서 최대 탐색 거리와 가속 구간에 의해 도달하는 거리와의 비율을 구하고, 이 비율에 의해 가속 구간의 시간을 구한다.
가속 구간의 시간 및 활강 거리를 적용함에 의해 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 위한 정확한 위치 궤적이 얻어진다.
도 5는 활강 모드를 포함하는 탐색 제어에 있어서 필요한 위치 궤적을 보이는 것이다.
도 5에 있어서, 활강 구간에서의 위치 궤적은 직선으로 도시된다. 이는 활강 구간에서 가속 구간에서 가속된 속도로 관성에 의해 이동하기 때문이다.
활강 모드로의 전환은 가속 구간의 종료 시점에서 수행되고, 감속 모드로의 전환은 활강 거리에 도달한 후에 수행된다.
도 6은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 탐색 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행하기 전에 먼저, 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 해당하는 가속도 궤적, 속도 궤적, 위치 궤적을 이용하여 최대 탐색 거리 Xmax와 가속 구간에 의해 도달하는 거리 Xacl의 비율 Xacl/Xmax 을 구한다.
도 7은 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 대한 위치 궤적을 보이는 것이다.
먼저, 위치 궤적으로부터 최대 탐색 거리 Xmax와 가속 구간에 의해 도달하는 거리 Xacl의 비율 Xacl/Xmax 를 구한다.
비율 Xacl/Xmax 를 이용하여 가속 구간의 시간 Kacl를 얻는다.
Kacl = Kmax * Xacl/Xmax 이며, 여기서 Kmax는 최대 탐색 시간 즉, 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 대한 탐색 시간이다.
가속 구간의 시간 Kacl은 도 4의 A 시점에 해당하여 서보 샘플의 순서로 표현 된다. 헤드가 탐색을 위하여 이동하는 동안 트랙들을 지나게 되며, 일정한 시간 간격 Ts으로 트랙에 기록된 서보 샘플들을 샘플링하여 위치를 확인하게 된다. 이러한 서보 샘플들의 순서에 의해 가속 구간의 시간 Kacl을 표현할 수 있다.
활강 모드를 포함하는 탐색을 위한 위치 궤적을 산출한다.(s604)
1) 가속 구간에서의 위치 궤적은 다음의 수학식1에 의해 얻어진다.
Figure 112004062394923-pat00001
여기서, 앞의 ∑항은 cos 함수의 합을 나타내고, 뒤의 ∑항은 sin 함수의 합을 나타내며 X* 0는 복수의 정현파들을 합성함에 의해 나타내는 1차 함수의 계수이다. 또한, n(n=1,,,N)은 다중 정현파를 만들어 내기 위해 사용된 고조파들 중의 하나를 나타내는 인덱스이고, Pn은 정현파의 주기를 나타낸다. k는 서보 샘플들의 순서 즉, 경과 시간을 나타낸다.
여기서, k=Kacl1 일 때가 활강 모드로 진입할 시점이 된다. 따라서, 수학식 1에 k=Kacl1을 대입함에 의해 활강 모드로 전환할 시점에서의 위치 궤적을 얻을 수 있다.
2) 활강 모드에서의 위치 궤적은 다음과 같이 얻어진다.
첫 번째 Ts에서의 위치 궤적 ; Xstart; X*(kacl)
두 번째 Ts에서의 위치 궤적 ; Xstart + 1 ; X*(kacl) + Xcoast/Km
세 번째 Ts에서의 위치 궤적 ; Xstart + 2 ; X*(kacl) + 2*Xcoast/Km
최종 Ts에서의 위치 궤적 ; Xlast; X*(kacl) + Xcoast
여기서, Xcoast는 활강 구간에서 이동하는 거리이며, Km은 활강 구간의 시간을 서보 샘플의 개수로 표현한 것이다. Xcoast는 Xsk-Xmax로 구해지며, Xsk는 활강 모드를 포함하는 탐색 제어에 의해 이동하고자 하는 탐색 거리이다.
활강 구간의 최종 시점은 Kacl + Km이 되고, 감속 구간의 첫 번째 시점 Kdeacl는 Kacl + Km + 1이 된다.
3) 감속 구간에서의 위치 궤적은 다음의 수학식 2에 의해 얻어진다.
Figure 112004062394923-pat00002
S604과정에서 얻어진 위치 궤적을 참조하여 활강 모드를 위한 가속도 궤적 및 속도 궤적을 얻는다.(s606)
s604 과정 내지 s606과정에서 얻어진 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 이용하여 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행한다.(s608)
도 8은 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 위한 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 보이는 것이다. 도 8에 도시되는 위치 궤적은 도 6의 s602과정을 통하여 구해진다.
도 9는 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브(10)의 구성을 보이는 것이다. 도 9에 도시된 하드디스크 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 디스크(12)를 포함하고 있다. 하드디스크 드라이브(10)는 디스크(12) 표면에 인접되게 위치한 변환기(16)를 또한 포함하고 있다.
변환기(16)는 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 변환기(16)는 각 디스크(12)의 표면에 결합되어 있다. 비록 단일의 변환기(16)로 도시되어 설명되어 있지만, 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 슬라이더(20)에 통합되어 질 수 있다. 슬라이더(20)는 변환기(16)와 디스크(12) 표면 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 액튜에이터 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 액튜에이터 암(24)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 액튜에이터 암(24)의 회전은 디스크(12) 표면을 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(12) 표면을 가로질러 이동된다.
도 10은 도 9에 도시된 하드디스크 드라이브(10)를 제어할 수 있는 전기 시스템(40)을 보이는 것이다. 도 10에 도시된 전기 시스템(40)은 리드/라이트(R/W) 채널 회로(44) 및 프리-앰프 회로(46)에 의하여 변환기(16)에 결합된 콘트롤러(42)를 포함하고 있다. 콘트롤러(42)는 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor), 마이크로프로세서, 마이크로콘트롤러 등이 된다. 콘트롤러(42)는 디스크(12)로부터 읽거나 또는 디스크(12)에 정보를 기록하기 위하여 읽기/쓰기 채널(44)로 제어신호를 공급한다. 정보는 전형적으로 R/W 채널로부터 호스트 인터페이스 회로(54)로 전송된다. 호스트 인터페이스 회로(54)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위한 버퍼 메모리 및 제어 회로를 포함하고 있다.
콘트롤러(42)는 보이스 코일(26)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동 회로(48)에 또한 결합되어 있다. 콘트롤러(42)는 VCM의 여기 및 변환기(16)의 움직임을 제어하기 위하여 구동 회로(48)로 제어신호를 공급한다.
콘트롤러(42)는 읽기 전용 메모리(ROM : Read Only Memory) 또는 플레쉬 메모리 소자(50)와 같은 비휘발성 메모리 및 랜덤 액세스 메모리(RAM : Random Access Memory) 소자(52)에 결합되어 있다. 메모리 소자(50, 52)는 소프트웨어 루 틴을 실행시키기 위하여 콘트롤러(42)에 의하여 사용되어지는 명령어 및 데이터를 포함하고 있다. 소프트웨어 루틴의 하나로서 한 트랙에서 다른 트랙으로 변환기(16)를 이동시키는 탐색 제어 루틴이 있다. 탐색 제어 루틴은 변환기(16)를 정확한 트랙으로 이동시키는 것을 보증하기 위한 서버 제어 루틴을 포함하고 있다. 일 실시 예로서, 메모리 소자(50)에는 도 6을 참조하여 설명되는 본 발명에 따른 탐색 제어 방법을 수행하기 위한 실행 코드들이 저장된다.
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.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다중 정현파 탐색 방법의 활강 모드를 포함하는 하드디스크 드라이브의 탐색 제어에 있어서 활강 모드가 없는 트랙 탐색을 위한 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 얻고, 얻어진 가속 구간의 시간에 근거하여 활강 모드를 포함하는 탐색을 위한 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 산출함으로써 원활하게 활강 모드를 제어할 수 있게 하는 효과를 가진다.

Claims (4)

  1. 활강 모드를 포함하는 다중 정현파 가속도 궤적을 이용한 탐색 제어 방법에 있어서,
    활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 산출하는 과정;
    상기 가속 구간의 시간을 참조하여 활강 구간을 포함하는 탐색 제어를 위한 위치 궤적을 산출하는 과정;
    상기 위치 궤적에 상응하는 가속도 궤적 및 속도 궤적을 산출하는 과정; 및
    상기 산출된 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 이용하여 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행하는 과정을 포함하는 하드디스크 드라이브의 탐색 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간의 시간은 상기 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적에서 최대 탐색 시간* 가속 구간의 도달 거리/최대 탐색 거리 에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 탐색 제어 방법.
  3. 활강 모드를 포함하는 정현파 가속도 궤적을 이용한 탐색 제어 방법에 기록한 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
    활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 산출하는 과정;
    상기 가속 구간의 시간을 참조하여 활강 구간을 포함하는 탐색 제어를 위한 위치 궤적을 산출하는 과정;
    상기 위치 궤적에 상응하는 가속도 궤적 및 속도 궤적을 산출하는 과정; 및
    상기 산출된 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 이용하여 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  4. 소정의 정보를 저장하는 디스크;
    상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
    상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기;
    상기 변환기를 상기 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 보이스 코일 모터를 구동하는 VCM 드라이버 ; 및
    트랙 탐색 거리에 상응하는 정현파 가속도 궤적에 상기 변환기를 이동시키도록 상기 VCM 구동 전류를 발생하는 콘트롤러를 포함하며,
    상기 콘트롤러는 활강 모드 없이 도달할 수 있는 최대 탐색 거리에 상응하는 위치 궤적으로부터 가속 구간의 시간을 산출하는 과정; 상기 가속 구간의 시간을 참조하여 활강 구간을 포함하는 탐색 제어를 위한 위치 궤적을 산출하는 과정; 상기 위치 궤적에 상응하는 가속도 궤적 및 속도 궤적을 산출하는 과정; 및 상기 산출된 가속도 궤적, 속도 궤적, 그리고 위치 궤적을 이용하여 활강 모드를 포함하는 탐색 제어를 수행하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
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