KR100604855B1 - 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크 및 이를 이용한 디스크 드라이브의 서보 정보 기록 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 드라이브의 서보 정보 기록을 위한 디스크 및 이를 이용한 서보 라이트 방법에 관한 것으로서, 특히 이너 가아드 밴드(IGB; Inner Guard Band)를 인식하기 위한 신호를 디스크에 미리 기록시켜 안정되고 정확하게 디스크 드라이브에 장착된 디스크에 서보 정보를 기록하기 위한 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크 및 이를 이용한 디스크 드라이브의 서보 정보 기록 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크는 디스크 드라이브에 장착되는 단품 디스크에 있어서, 상기 단품 디스크의 사용자 데이터가 기록되지 않는 가아드 밴드(GB; Guard Band) 영역에 가아드 밴드를 인식하기 위한 특정 패턴의 신호가 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크 및 이를 이용한 디스크 드라이브의 서보 정보 기록 방법{Disk having guard band identification pattern and method for writing servo information in disk drive using the same}

도 1은 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브에서의 헤드 디스크 어셈블리의 평면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 전기적인 회로 구성도이다.

도 4는 본 발명에 의한 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크가 장착된 디스크 드라이브의 서보 라이트 장치의 구성도이다.

도 5는 본 발명에 의한 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크가 장착된 디스크 드라이브의 서보 라이트 방법을 도시한 것이다.

도 6은 디스크 드라이브의 일반적인 서보 패턴의 구성도이다.

본 발명은 디스크 드라이브의 서보 정보 기록을 위한 디스크 및 이를 이용한 서보 라이트 방법에 관한 것으로서, 특히 이너 가아드 밴드(IGB; Inner Guard Band)를 인식하기 위한 신호를 디스크에 미리 기록시켜 안정되고 정확하게 디스크 드라이브에 장착된 디스크에 서보 정보를 기록하기 위한 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크 및 이를 이용한 디스크 드라이브의 서보 정보 기록 방법에 관한 것이다.

하드 디스크 드라이브에서 서보 정보를 디스크에 기록하기 위한 전통적인 서보 기록 방법은 고정밀도의 인코딩 시스템을 이용하여 디스크 표면상에 기록하는 방법으로 하나의 기계적 압핀(push pin)을 이용한다. 이러한 시스템에서의 기계적 압핀은 일단이 마스터 액츄에이터 암에 부착되고 그 타단은 서보 라이트 슬롯을 통해 하드디스크 드라이브로 연장된다. 마스터 액츄에이터 암은 높은 정밀도의 인코더에 의해 폐쇄 루프에서의 위치 설정기(positioner)에 의해 제어된다. 이에 더하여, 클럭 헤드는 서보 기록 과정동안 타이밍 레퍼런스로서 기여하는 클럭 트랙을 디스크 상에 기록하도록 지시된다.

이와 같은 서보 정보 기록 방법에 따르면, 서보 라이트 시에 서보 헤드를 로딩한 후에 기계적 압핀으로 IGB(Inner Guard Band)까지 이동시키기 위하여 헤드 스택 어셈블리(HSA)를 스토퍼(Stopper)에 충돌시킨 후에 일정 거리 후진시켜 서보 라이트를 실행하였다. 이에 따라서, 헤드 스택 어셈블리와 스토퍼가 부딪치는 순간 슬라이더의 진동에 의하여 디스크와 헤드가 접촉되어 디스크의 흠집 발생 및 헤드 스택 어셈블리의 기계적인 충격으로 인하여 부품의 정밀도에 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 디스크의 IGB(Inner Guard Band)를 인식하기 위한 신호를 디스크 단품 제작 시에 미리 기록한 후에 이를 이용하여 디스크 드라이브에서 서보 라이트 실행시키기 위한 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크 및 이를 이용한 디스크 드라이브의 서보 정보 기록 방법을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크는 디스크 드라이브에 장착되는 단품 디스크에 있어서, 상기 단품 디스크의 사용자 데이터가 기록되지 않는 가아드 밴드(GB; Guard Band) 영역에 가아드 밴드를 인식하기 위한 특정 패턴의 신호가 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 서보 정보 기록 방법은 이너 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크가 장착된 디스크 드라이브의 서보 정보 기록 방법에 있어서, (a) 서보 라이트 명령이 수신되는지를 판단하는 단계, (b) 상기 서보 라이트 명령이 수신되는 경우에, 헤드를 내주 방향으로 이동시키면서 상기 디스크로부터 이너 가아드 밴드 인식용 신호가 검출되는지를 판단하는 단계, (c) 상기 이너 가아드 밴드 인식용 신호가 검출되면, 상기 헤드를 외주 방향으로 소정의 거리만큼 이동시키는 단계 및 (d) 상기 단계(c)를 실행한 후에 디스크에 서보 패턴을 기록하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

하드 디스크 드라이브는 기구적인 부품들로 구성된 HDA(Head Disk Assembly)와 전기 회로의 결합으로 이루어진다.

도 1은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 HDA(Head Disk Assembly; 10)의 구성을 보여준다.

헤드 디스크 어셈블리(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 자기 디스크(12)를 포함하고 있다. 디스크 드라이브(10)는 디스크(12) 표면에 인접되게 위치한 변환기(16)를 또한 포함하고 있다.

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(12) 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 통상적으로 헤드(Head)라 칭해지기도 한다.

변환기(16)는 슬라이더(20)에 통합되어 질 수 있다. 슬라이더(20)는 변환기(16)와 디스크(12) 표면사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 슬라이더(20)는 헤드 짐벌 어셈블리(22)에 결합되어 있다. 헤드 짐 벌 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(12) 표면을 가로질러 변환기(16)를 이동시킬 것이다.

본 발명에 따른 서보 라이트 이전의 단품 디스크(12)의 설계 특징은 도 2에 도시된 바와 같이, 디스크 영역 중에서 사용자 데이터가 기록되지 않는 보호 영역인 이너 가아드 밴드(IGB; Inner Guard Band) 영역에 IGB를 인식하기 위한 특정 패턴의 신호를 기록시키는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 디스크 단품 제조 시 이너 가아드 밴드 영역을 인식하기 위한 특정 패턴의 신호를 이너 가아드 밴드 영역에 기록하는 공정이 추가되도록 설계한다.

본 발명의 일 실시 예에서는 디스크 단품 제조 시 이너 가아드 밴드 영역에만 이너 가아드 밴드 인식용 패턴 신호를 기록하였으나, 아우터 가아드 밴드(OGB; Outer Guard Band) 영역에도 같은 방법으로 아우터 가아드 밴드 영역을 인식하기 위한 패턴 신호를 기록하도록 설계할 수도 있다. 물론, 이 경우에 이너 가아드 밴드 인식을 위한 신호와 아우터 가아드 밴드 인식을 위한 신호의 패턴 규격을 상이하게 갖도록 설계하는 것이 효과적이다.

도 2에 도시된 바와 같은 이너 가아드 밴드 인식용 신호가 기록된 디스크(12)를 하드 디스크 드라이브에 장착한 후에 디스크(12)에 서보 정보를 기록하기 위한 서보 라이트 공정을 실행한다.

하드 디스크 드라이브의 디스크에 기록되는 서보 정보의 패턴은 일 예로서 도 6에 도시된 바와 같이, 서보 동기신호(SYNC), 서보 어드레스/인덱스 마크(SAM/SIM), 그레이 코드 및 버스트(A,B,C,D)로 구성된다.

그러면, 디스크 드라이브에서 서보 라이트가 실행되는 동작에 대하여 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 서보 라이트 장치는 서보 패턴 발생부(410), 서보 라이터 콘트롤러(420), 위치 제어부(430), 푸시 핀 구동부(440), 리드/라이트 채널 회로(450) 및 사용자 인터페이스 회로(460)를 구비한다.

서보 패턴 발생부(410)는 도 6에 도시된 바와 같은 패턴의 서보 정보를 생성시킨다.

위치 제어부(430)는 서보 라이트 시에 레이저 빔(도면에 미도시)을 이용하여 디스크(12) 상에서 헤드(16)의 위치를 제어하는 동작을 실행한다. 그리고, 푸시 핀 구동부(440)는 위치 제어부(430)의 제어 전압에 따라서 헤드(16)의 위치를 이동시키는 푸시 핀을 구동하는 전류를 생성시킨다.

리드/라이트 채널 회로(450)는 헤드(16)를 통하여 디스크(12)에 미리 기록되어 있는 이너 가아드 밴드 인식용 신호를 읽어내어 서보 라이터 콘트롤러(430)로 출력하고, 서보 패턴 발생부(410)에서 생성되는 서보 정보를 디스크(12)에 기록되도록 데이터 처리를 실행한다.

사용자 인터페이스 회로(460)는 서보 라이터 콘트롤러(420)와의 데이터 송/수신을 실행시킨다.

서보 라이터 콘트롤러(420)는 서보 라이트 장치를 총괄적으로 제어하여 서보 라이트 프로세스가 실행되도록 주변 구성 수단들을 제어하는데, 본 발명에 따른 세부적인 동작은 도 5의 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다.

서보 라이터 콘트롤러(420)는 사용자 인터페이스 회로(460)를 통하여 서보 라이트 명령이 수신되는지를 판단한다(S510).

단계510(S510)의 판단 결과 서보 라이트 명령이 수신되는 경우에, 서보 라이터 콘트롤러(420)는 헤드(16)를 디스크(12)의 내주 방향으로 이동시키도록 제어 명령을 위치 제어부(430)로 출력한다. 이에 따라서 위치 제어부(430)는 푸시 핀 구동부(440)로 푸시 핀 제어 전압을 출력하고 푸시 핀 구동부(440)는 이에 상응하는 푸시 핀 구동 전류를 생성시킨다. 이에 따라서 푸시 핀이 이동되어 헤드(16)를 디스크(12)의 내주 방향으로 이동시킨다(S520).

서보 라이터 콘트롤러(420)는 단계520(S520)을 실행시키면서 리드/라이트 채널 회로(450)를 리드 채널로 동작시켜 디스크(12)로부터 이너 가아드 밴드(IGB) 인식용 신호가 검출되는지를 판단한다(S530).

단계530(S530)의 판단 결과 IGB 인식용 신호가 검출되면, 서보 라이터 콘트롤러(420)는 일정 거리만큼 디스크(12)의 외주 방향으로 헤드(16)를 이동시키는 제어 명령을 위치 제어부(430)로 출력한다. 이에 따라서 위치 제어부(430)는 푸시 핀 구동부(440)로 푸시 핀 제어 전압을 출력하고 푸시 핀 구동부(440)는 이에 상응하 는 푸시 핀 구동 전류를 생성시킨다. 이에 따라서 푸시 핀이 이동되어 헤드(16)를 디스크(12)의 외주 방향으로 일정 거리만큼 이동시킨다(S540).

그리고 나서, 서보 라이터 콘트롤러(420)는 리드/라이트 채널 회로(450)를 라이트 채널로 동작시켜 서보 정보를 디스크에 기록하는 서보 패턴 라이트 프로세스를 실행시킨다(S550).

이와 같은 방법에 의하여 서보 라이트 시에 종래의 기술과 같이 디스크의 최내경의 위치를 확인하기 위하여 헤드를 스토퍼에 충돌시킬 필요없이 이너 가아드 밴드 인식용 패턴 신호를 이용하여 디스크 상에서의 헤드의 위치를 정확하게 파악하고 제어할 수 있게 되었다.

하드 디스크 드라이브에서 서보 라이트 프로세스를 실행하고 나면, 디스크에 사용자 데이터를 라이트하고 리드할 수 있는 조건이 된다.

도 3은 하드 디스크 드라이브를 제어할 수 있는 전기 시스템(40)을 보여준다. 전기 시스템(40)은 리드/라이트(R/W) 채널 회로(44) 및 프리-앰프 회로(46)에 의하여 변환기(16; 통상적으로 헤드라 칭함)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 리드/라이트 채널 회로(44)를 제어한다. 콘트롤러(42)는 기록 및 재생 모드에서 데이터를 기록할 위치 및 재생할 위치를 지정하는 섹터 펄스를 생성시키고, 또한 서보 마크 어드레스 신호를 획득하 기 위한 서보 게이트 펄스를 생성시킨다.

그리고, 콘트롤러(42)는 보이스 코일(26)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동 회로(48)에 또한 결합되어 있다. 콘트롤러(42)는 보이스 코일 모터의 여기 및 변환기(16)의 움직임을 제어하기 위하여 VCM 구동 회로(48)로 제어신호를 공급한다.

메모리(50)에는 디스크 드라이브를 제어하는 펌웨어 및 각종 제어 데이터 들이 저장되어 있다.

우선, 일반적인 디스크 드라이브의 동작을 설명하면 다음과 같다.

데이터 읽기(Read) 모드에서, 디스크 드라이브는 디스크(12)로부터 변환기(16)에 의하여 감지된 전기적인 신호를 프리 앰프(46)에서 신호 처리에 용이하도록 증폭시킨다. 그리고 나서, 리드/라이트 채널 회로(44)에서는 콘트롤러(42)에서 생성되는 섹터 펄스에 따라서 디스크(12)로부터 읽어낸 신호를 디지털 신호로 부호화시키고, 스트림 데이터로 변환하여 호스트 인터페이스 회로(54)를 통하여 호스트 기기로 전송한다.

다음으로 쓰기(Write) 모드에서, 디스크 드라이브는 호스트 인터페이스 회로(54)를 통하여 호스트 기기로부터 데이터를 입력받아 호스트 인터페이스 회로(54)의 내부 버퍼(도면에 미도시)에 일시 저장시킨 후에, 버퍼에 저장된 데이터를 순차적으로 출력하여 리드/라이트 채널 회로(44)에 의하여 디스크(12)의 기록 채널에 적합한 바이너리 데이터 스트림으로 변환시킨 후에 섹터 펄스가 발생되는 시점에 프리 앰프(46)에 의하여 증폭된 기록 전류를 변환기(16)를 통하여 디스크(12)에 기록시킨다.

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. 즉, 본 발명은 하드디스크 드라이브를 포함하는 각종 디스크 드라이브에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 종류의 데이터 저장 장치에 적용될 수 있음은 당연한 사실이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 하드 디스크 드라이브에 장착되는 디스크 단품에 이너 가아드 밴드 인식 패턴을 삽입하고, 이너 가아드 인식 패턴을 이용 하여 디스크 상에서 헤드의 위치를 파악하여 서보 라이트를 실행함으로써, 서보 라이트 시에 디스크 상에서의 헤드의 위치를 파악하기 위하여 헤드 스택 어셈블리를 스토퍼에 물리적 충돌시킬 필요가 없어져서 충격으로 인한 디스크의 흠집 발생 및 헤드 스택 어셈블리의 불량 발생을 방지할 수 있는 효과가 발생된다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 이너 가아드 밴드 식별 패턴을 갖는 디스크가 장착된 디스크 드라이브의 서보 정보 기록 방법에 있어서,

   (a) 서보 라이트 명령이 수신되는지를 판단하는 단계;

   (b) 상기 서보 라이트 명령이 수신되는 경우에, 헤드를 내주 방향으로 이동시키면서 상기 디스크로부터 이너 가아드 밴드 인식용 신호가 검출되는지를 판단하는 단계;

   (c) 상기 이너 가아드 밴드 인식용 신호가 검출되면, 상기 헤드를 외주 방향으로 소정의 거리만큼 이동시키는 단계; 및

   (d) 상기 단계(c)를 실행한 후에 디스크에 서보 패턴을 기록하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 서보 정보 기록 방법.

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