KR100604830B1 - Apparatus for controlling read current according to temperature and disc drive using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데이터 저장 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브의 헤드에 공급되는 리드 전류(read current)를 온도의 변화에 따라서 최적의 값으로 가변시키기 위한 온도에 따른 리드 전류 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data storage device and a control method thereof, and more particularly, to a read current control method according to temperature for varying a read current supplied to a head of a disk drive to an optimum value according to a change in temperature. The disk drive used.
본 발명에 의한 온도에 따른 리드 전류 제어 장치는 데이터 저장 시스템에 있어서, 온도 감지 소자를 이용하여 온도에 따라서 출력되는 직류 전압을 가변시키는 바이어스 회로 및 상기 바이어스 회로에서 출력되는 직류 전압을 리드 전류 바이어스 단자에 연결하여, 상기 리드 전류 바이어스 단자에 인가되는 전압에 따라서 헤드에 공급되는 리드 전류를 가변시키는 드라이버 회로를 포함함을 특징으로 한다.The read current control apparatus according to the temperature according to the present invention is a data storage system, comprising: a bias circuit for varying a direct current voltage output according to a temperature using a temperature sensing element and a direct current bias terminal for outputting a direct current voltage output from the bias circuit; And a driver circuit for varying the read current supplied to the head according to the voltage applied to the read current bias terminal.
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 구성의 평면도이다.1 is a plan view of a configuration of a hard disk drive to which the present invention is applied.
도 2는 본 발명에 의한 온도에 따른 리드 전류 제어 장치가 적용되는 하드 디스크 드라이브의 전기적인 회로 구성도이다.2 is an electrical circuit diagram of a hard disk drive to which a read current control device according to a temperature according to the present invention is applied.
도 3은 본 발명에 의한 온도에 따른 리드 전류 제어 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a read current control device according to the temperature according to the present invention.
도 4는 본 발명에 적용되는 온도에 따른 바이어스 전압의 특성 그래프이다.4 is a characteristic graph of bias voltage according to temperature applied to the present invention.
본 발명은 데이터 저장 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브의 헤드에 공급되는 리드 전류(read current)를 온도의 변화에 따라서 최적의 값으로 가변시키기 위한 온도에 따른 리드 전류 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data storage device and a control method thereof, and more particularly, to a read current control method according to temperature for varying a read current supplied to a head of a disk drive to an optimum value according to a change in temperature. The disk drive used.
일반적으로, 데이터 저장 장치의 하나인 하드 디스크 드라이는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로 써 컴퓨터 시스템 운영에 기여하게 된다. 이와 같은 하드 디스크 드라이브는 점차 저장 용량이 증가되면서 멀티미디어 시스템의 A/V(Audio/Video) 기기용 저장매체로도 널리 이용되고 있다.In general, a hard disk drive, which is one of data storage devices, contributes to computer system operation by reproducing data recorded on a disk by a magnetic head or by recording user data on the disk. Such hard disk drives are increasingly used as storage media for A / V (Audio / Video) devices in multimedia systems due to their increased storage capacity.
하드 디스크 드라이브는 회전하는 디스크들과 결합되는 복수의 자기 헤드들을 포함한다. 헤드는 디스크 표면을 자화시키고 자계를 감지함으로써 정보를 기록하고 독출한다. 디스크를 자화시키기 위한 기록 소자와 디스크의 자계를 감지하기 위한 분리된 독출 소자를 갖는 자기 헤드는 발전되어 왔다. 독출 소자는 전형적으로 자기 저항(magneto-resistive) 재료로 구성된다. 자기 저항 재료는 디스크의 자계에 따라서 저항이 변화되는 특성을 갖는다. 자기 저항 독출 소자를 갖는 헤드를 일반적으로 자기 저항(MR : Magneto-Resistive) 헤드라 칭한다.The hard disk drive includes a plurality of magnetic heads coupled with rotating disks. The head records and reads information by magnetizing the disk surface and sensing the magnetic field. Magnetic heads have been developed that have a recording element for magnetizing the disc and a separate reading element for sensing the magnetic field of the disc. The readout element is typically composed of a magneto-resistive material. The magnetoresistive material has the property that the resistance changes in accordance with the magnetic field of the disk. A head having a magnetoresistive reading element is generally referred to as a magneto-resistive (MR) head.
저온에서 하드 디스크 드라이브는 디스크의 마그네틱 물리적 특성에 의하여 보자력(Hc)이 증가되어 디스크로부터 데이터를 읽어내기가 상온이나 고온보다 어려워지는 특성이 있다. 이에 따라서, 온도에 따라서 리드 전류(read current)를 변경시켜야 할 필요가 있다.At low temperatures, the hard disk drive has an increased coercive force (Hc) due to the disk's magnetic physical properties, making it harder to read data from the disk than at room or high temperatures. Accordingly, it is necessary to change the read current according to the temperature.
종래의 기술에서는 온도에 대한 리드 전류 값의 테이블을 이용하여 감지된 온도에 대한 리드 전류 값을 결정하였다. 이에 따라서, 종래의 기술에 따르면 일정한 온도 간격으로 리드 전류가 불연속적으로 가변됨으로써 주위 온도에 따라서 최적의 값으로 정밀하게 연속적으로 리드 전류 값을 제어할 없는 문제점이 있었다.In the prior art, a table of read current values for temperature was used to determine read current values for sensed temperatures. Accordingly, according to the related art, since the read current is discontinuously changed at a constant temperature interval, there is a problem in that the read current value cannot be precisely and continuously controlled to an optimum value according to the ambient temperature.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 디 스크 드라이브의 리드 전류를 주위 온도에 따라서 최적의 값으로 연속적으로 정밀하게 가변시킬 수 있도록 제어하는 온도에 따른 리드 전류 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a method of controlling a read current according to temperature for controlling the disk drive read current to be continuously and precisely changed to an optimal value according to the ambient temperature, and using the same. Is to provide a disk drive.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 온도에 따른 리드 전류 제어 장치는 데이터 저장 시스템에 있어서, 온도 감지 소자를 이용하여 온도에 따라서 출력되는 직류 전압을 가변시키는 바이어스 회로 및 상기 바이어스 회로에서 출력되는 직류 전압을 리드 전류 바이어스 단자에 연결하여, 상기 리드 전류 바이어스 단자에 인가되는 전압에 따라서 헤드에 공급되는 리드 전류를 가변시키는 드라이버 회로를 포함함을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a read current control apparatus according to a temperature according to the present invention includes a bias circuit for varying a DC voltage output according to a temperature using a temperature sensing element and a bias circuit in a data storage system. And a driver circuit for connecting the DC voltage to the read current bias terminal to vary the read current supplied to the head according to the voltage applied to the read current bias terminal.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디스크 드라이브는 데이터 저장 장치에 있어서, 데이터를 저장하는 디스크, 라이트 전류에 따라서 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 또는 리드 전류에 따라서 상기 디스크로부터 데이터를 감지하는 헤드, 호스트 기기와의 데이터 송/수신 처리를 실행하는 호스트 인터페이스, 라이트 모드에서 상기 호스트 인터페이스를 통하여 상기 호스트 기기로부터 수신되는 데이터를 저장하고, 리드 모드에서 상기 디스크로부터 읽어낸 데이터를 저장하는 버퍼, 상기 호스트 인터페이스를 통하여 수신되는 커맨드를 분석하여, 이에 상응하는 제어 프로세스를 실행시키는 콘트롤러, 상기 버퍼에서 출력되는 데이터를 상기 디스크에 기록하거나, 또는 상기 디스크로부터 읽어낸 데이터를 재생시키기 위한 데이터 처리를 실행하는 기록/판독 채널 및 데이터 리드 모드에서 온도의 변화에 따라서 연속적으로 리드 전류를 가변시키는 리드 전류 제어 회로를 포함하여, 상기 리드 전류에 따라서 상기 헤드에서 상기 디스크로부터 감지된 신호를 증폭시키는 프리 앰프를 포함함을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a disk drive according to the present invention includes a disk storing data, writing data to the disk according to a write current, or sensing data from the disk according to a read current. Head, a host interface for performing data transmission / reception processing with a host device, a buffer for storing data received from the host device via the host interface in a write mode, and a data read from the disc in read mode; A controller for analyzing a command received through the host interface and executing a corresponding control process, for writing data output from the buffer to the disk, or for reproducing data read from the disk. A write / read channel that executes data processing and a read current control circuit that continuously varies the read current in response to a change in temperature in the data read mode, amplifying the signal sensed from the disk in the head in accordance with the read current And a preamplifier.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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.1 shows a configuration of a
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 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 통상적으로 헤드(Head)라 칭해지기도 한다.The
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 이동시킨다.The
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.The information is typically stored in an annular track of the
도 2는 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 전기적인 회로를 보여준다.2 shows an electrical circuit of a disk drive to which the present invention is applied.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 드라이브는 디스크(12), 변환기(16), 프리 앰프(210), 기록/판독 채널(220), 버퍼(230), 콘트롤러(240), ROM(250), RAM(260), 보이스 코일 모터 구동부(270) 및 호스트 인터페이스(280)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the disc drive according to the present invention includes a
ROM(250)에는 디스크 드라이브를 제어하기 위한 각종 프로그램 및 데이터들이 저장되어 있으며, RAM(260)에는 부팅시마다 디스크(12)의 메인터넌스(maintenance) 영역에서 읽어낸 디스크 드라이브 동작에 필요한 데이터들이 로딩된다.The
버퍼(230)에는 라이트 모드에서 호스트 인터페이스(280)를 통하여 호스트 기 기로부터 수신되는 데이터가 순차적으로 저장되고, 리드 모드에서 디스크(12)로부터 읽어낸 데이터가 순차적으로 저장된다.The
프리 앰프(210)는 변환기(16)에서 감지된 신호를 증폭시키는 증폭 회로 및 변환기(16)에 온도에 따른 최적의 리드 전류를 공급하기 위한 리드 전류 제어 회로로 구성되어 있다. 물론, 라이트 전류를 공급하기 위한 라이트 전류 제어 회로도 내장되어 있다.The
우선, 일반적인 디스크 드라이브의 동작을 설명하면 다음과 같다.First, the operation of a general disk drive will be described.
데이터 리드(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 버퍼(230)에 일시 저장시킨 후에 호스트 인터페이스(280)를 통하여 호스트 기기로 전송한다. In the data read mode, the disc drive amplifies the electrical signal sensed by the transducer 16 (also called a head) from the
데이터 라이트(Write) 모드에서, 디스크 드라이브는 호스트 인터페이스(280)를 통하여 호스트 기기로부터 데이터를 입력받아 버퍼(230)에 일시 저장시킨 후에, 버퍼(230)로부터 데이터를 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.In the data write mode, the disk drive receives data from the host device through the
콘트롤러(240)는 디스크 드라이브를 총괄적으로 제어하며, 호스트 인터페이스(280)를 통하여 수신되는 커맨드(command)를 분석하여 해당 커맨드를 실행하도록 제어한다. The
그리고, 콘트롤러(240)는 보이스 코일(26)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동 부(270)에 또한 결합되어 있으며, VCM의 여기 및 변환기(16)의 움직임을 제어하기 위하여 VCM 구동부(270)로 제어신호를 공급한다. The
그러면, 프리 앰프(210)에 내장된 본 발명에 의한 온도에 따른 리드 전류 제어 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Then, the read current control device according to the temperature according to the present invention built in the
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 온도에 따른 리드 전류 제어 장치는 바이어스 회로(310), 드라이버 회로(320) 및 MR 헤드(MR Head: Magneto-Resistive Head, 330)를 구비한다.As shown in FIG. 3, the read current control apparatus according to the temperature according to the present invention includes a
저온에서 하드 디스크 드라이브는 디스크의 마그네틱 물리적 특성에 의하여 보자력(Hc)이 증가되어 디스크로부터 데이터를 읽어내기가 상온이나 고온보다 어려워지는 특성이 있다. 이에 따라서, 온도에 따라서 리드 전류(read current)를 변경시켜야 할 필요가 있다. 즉, 온도가 감소됨에 따라서 리드 전류를 증가시켜야 최적의 데이터 읽기 성능을 발휘할 수 있게 된다.At low temperatures, the hard disk drive has an increased coercive force (Hc) due to the disk's magnetic physical properties, making it harder to read data from the disk than at room or high temperatures. Accordingly, it is necessary to change the read current according to the temperature. In other words, as the temperature decreases, the read current must be increased to achieve optimal data read performance.
바이어스 회로(310)는 저항 R1과 서미스터(310-1)를 포함하며, 회로 구성은 저항 R1과 서미스터(310-1)를 직렬로 연결하고, 저항 R1은 직류 전원(Vcc) 라인에 연결하고, 서미스터(310-1)는 접지 라인에 연결하고, 저항 R1과 서미스터(310-1)의 접속 단자를 출력 단자로 설정하여 드라이버 회로(320)의 리드 전류 바이어스 단자에 연결시킨다.The
서미스터(310-1)는 온도 감지 수단으로서, 온도의 증가에 비례하여 저항 값 이 감소된다. 즉, 저온에서는 저항 값이 증가되고, 고온에서는 저항 값이 감소되는 특성을 갖는다. 그리고, 서미스터(330-1)의 온도의 변화에 따른 저항 값의 변화율은 디스크 드라이브에서 온도에 따라 실험적으로 구한 최적의 리드 전류 값이 생성될 수 있도록 설계한다.Thermistor 310-1 is a temperature sensing means, and the resistance value decreases in proportion to the increase in temperature. That is, the resistance value is increased at low temperatures, and the resistance value is decreased at high temperatures. The change rate of the resistance value according to the temperature change of the thermistor 330-1 is designed to generate an optimal read current value experimentally determined according to the temperature in the disk drive.
이에 따라서, 리드 전류 바이어스 단자로 인가되는 바이어스 전압 VREAD은 도 4에 도시된 바와 같은 전압-온도 특성을 갖게 된다. 즉, 온도가 감소함에 따라서 바이어스 전압 VREAD은 증가하게 된다. Accordingly, the bias voltage V READ applied to the read current bias terminal has a voltage-temperature characteristic as shown in FIG. 4. That is, as the temperature decreases, the bias voltage V READ increases.
드라이버 회로(320)는 리드 전류 바이어스 단자로 인가되는 바이어스 전압 VREAD에 따라서 MR 헤드(330)로 리드 전류를 공급한다. 따라서, MR 헤드(330)로 공급되는 리드 전류는 바이어스 전압 VREAD에 따라서 연동된다. 이로 인하여 하드 디스크 드라이브의 주위 온도가 순간적으로 변화되더라도 MR 헤드(330)로 공급되는 리드 전류는 온도의 변화에 따라서 최적의 값으로 연속적으로 정밀하게 결정할 수 있게 된다. The
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.Specific embodiments shown and described in the accompanying drawings are only to be understood as an example of the present invention, not to limit the scope of the invention, but also within the scope of the technical spirit described in the present invention in the technical field to which the present invention belongs As various other changes may occur, it is obvious that the invention is not limited to the specific constructions and arrangements shown or described. That is, it is a matter of course that the present invention can be applied not only to various disk drives including hard disk drives, but also to various kinds of data storage devices.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 디스크 드라이브의 리드 전류를 주위 온도에 따라서 최적의 값으로 연속적으로 가변시킬 수 있도록 제어함으로써, 온도에 대한 리드 전류 값의 테이블을 메모리에 저장시킬 필요가 없는 효과가 발생되며, 또한 온도의 변화에 따라서 리드 전류를 연속적으로 정밀하게 가변시킬 수 있는 효과가 발생된다. As described above, according to the present invention, by controlling the read current of the disk drive to be continuously changed to an optimum value according to the ambient temperature, the effect of not having to store a table of read current values for temperature in the memory is achieved. In addition, the effect of varying the read current continuously and precisely according to the change in temperature is generated.
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