KR100652431B1 - 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법, 바이어스 보상방법, 바이어스 테이블 작성 방법, 이에 적합한 기록매체들 그리고 이에 적합한 하드디스크 드라이브 - Google Patents

하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법, 바이어스 보상방법, 바이어스 테이블 작성 방법, 이에 적합한 기록매체들 그리고 이에 적합한 하드디스크 드라이브 Download PDF

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줄리안 스토예브
심준석
백상은
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Abstract

본 발명은 하드디스크 드라이브의 효율적인 서보 제어를 위한 바이어스 보상 방법에 관한 것으로서, 특히 간단하고 신속하게 바이어스를 산출하는 방법, 이를 이용한 바이어스 보상 방법, 이를 위한 바이어스 테이블을 작성하는 방법, 이에 적합한 기록 매체들 그리고 이에 적합한 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법은 디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하는 과정; 측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정; 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따라 디스크 상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정하는 과정; 상기 두 곳에서 측정된 바이어스들을 기반으로 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정; 및 상기 추정된 바이어스의 선형 성분과 상기 추출된 바이어스의 비선형 성분에 기반하여 상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따른 디스크의 임의의 위치에서의 바이어스를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법, 바이어스 보상 방법, 바이어스 테이블 작성 방법, 이에 적합한 기록 매체들 그리고 이에 적합한 하드디스크 드라이브{Bias calculating method, bias compensating method, bias table generating method of hard disk drive, recording media therefor and hard disk drive therefor}
도 1은 하드디스크 드라이브에서 측정된 바이어스 프로파일들의 예를 보이는 것이다.
도 2는 하드디스크 드라이브에 있어서 디스크 상의 영역 분할의 예를 보이는 것이다.
도 3 및 도 4는 바이어스의 비선형 성분을 도식적으로 보이기 위한 것들이다.
도 5는 바이어스 프로파일로부터 바이어스의 선형 성분과 비선형 성분을 구하는 것을 도식적으로 보이는 것이다.
도 6은 하드디스크 드라이브의 사용 시간의 경과에 따라 측정된 바이어스 프로파일들과 각각의 바이어스 프로파일에 상응하는 선형 성분들을 보이는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법을 보이는 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 산출 방법에 있어서 바이어스의 선형 성분을 추정하는 방법을 도식적으로 보이는 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 산출 방법의 효과를 보이기 위해 도시된 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 보상 방법을 보이는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 테이블을 작성하는 방법을 보이는 흐름도이다.
도 12는 본 발명에 따른 바이어스 테이블 작성 방법의 다른 실시예를 보이는 흐름도이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브(10)의 구성을 보이는 것이다.
도 14는 도 13에 도시된 장치의 회로 구성을 보이는 것이다.
도 15는 도 14에 도시되는 컨트롤러(240)에 의하여 실행되는 하드웨어 및 소프트웨어로 구성된 전형적인 트랙 탐색 서보 제어 시스템을 보이는 것이다.
본 발명은 하드디스크 드라이브의 효율적인 서보 제어를 위한 바이어스 보상 방법에 관한 것으로서, 특히 간단하고 신속하게 바이어스를 산출하는 방법, 이를 이용한 바이어스 보상 방법, 이를 위한 바이어스 테이블을 작성하는 방법, 이에 적합한 기록 매체들 그리고 이에 적합한 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브(hard disk drive)는 회전하는 자기 디스크상에 데이터를 자기적으로 기록/독출하는 장치로서 대량의 데이터를 고속으로 액세스할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조 기억 장치로서 널리 사용되고 있다.
하드디스크 드라이브에서 데이터는 자기 디스크상에 동심원 형태로 형성된 트랙에 저장된다. 이들 트랙들은 자기 디스크 상에 데이터를 독출 혹은 기록하기 위한 자기 헤드에 의해 액세스된다. 자기 헤드를 자기 디스크 상에서 이동시켜 트랙들 중의 하나에 위치시키는 것을 트랙 탐색(seek)이라 한다.
하드디스크 드라이브의 트랙 탐색에 있어서 자기 헤드에 작용하는 외란을 바이어스라고 한다. 하드디스크 드라이브에서는 디스크의 회전시 발생하는 공기 유동이 헤드의 옆면을 밀어서 발생하는 기압차, 헤드에 연결되는 플렉시블 케이블의 장력(stress), 보이스 코일 모터의 베어링 축의 특성 등이 바이어스(bias force)에 주요한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
또한, 이러한 바이어스는 자기 헤드의 위치, 이동 거리, 이동 방향 등에 따라 달라지는 것으로 알려져 있다. 구체적으로 탐색 동작에 있어서의 자기 헤드의 위치 및 이동 방향에 따라 보이스 코일의 초기 구동력이 달라지며, 이동 거리에 따라 자기 헤드의 초기 이동 속도가 달라지기 때문에 자기 헤드의 위치, 이동 거리, 이동 방향 등에 따라 바이어스를 보상하게 된다. 이러한 바이어스를 보상하는 것에 대해서는 한국등록특허 403,037, 260,411 그리고 미합중국 특허공보 5,773,948, 6,738,220 등에 개시되고 있다.
종래의 바이어스 보상 방법에 의하면, 디스크를 내주로부터 외주까지 복수의 영역들로 분할하고, 각각의 영역에서의 바이어스를 측정하여 바이어스 테이블에 저장한 후, 트랙 탐색시 이를 참조하여 보상하도록 하였다.
그렇지만, 바이어스는 사용 환경에 따라 달라질 수 있으므로, 실제에 있어서는 헤드의 위치에 따라 바이어스를 측정하고 바이어스 테이블에 저장된 기존의 바이어스와 차이가 많을 경우에는 해당 위치의 주변부 혹은 전체 영역들에서의 바이어스를 갱신하는 방법이 많이 사용된다.
하지만, 주변부의 바이어스만을 갱신할 경우 다른 영역들은 기존의 바이어스를 그대로 유지하고 있는 상태이므로 그만큼 편차가 심하다는 문제점이 있다. 따라서, 디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스들을 모두 갱신하는 것이 바람직하다.
그렇지만, 디스크 전체 영역의 바이어스들을 모두 갱신할 경우 각각의 영역에 있어서의 새로운 바이어스를 구하기가 어려울 뿐만 아니라 많은 연산 시간이 소요된다. 또한, 바이어스가 비선형적으로 변화하는 경우에는 디스크 상에서의 헤드의 위치에 따른 비례 상수를 적용하는 작업이 필요하기 때문에 더욱 더 많은 시간이 소요된다.
본 발명은 상기의 요청에 부응하기 위해 고안된 것으로서 하드디스크 드라이브에 있어서 디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 산출함에 있어서 간단하고 신속하게 바이어스를 산출할 수 있는 방법에 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 하드디스크 드라이브에 있어서 간단하고 신속하게 바이어스를 보상할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 하드디스크 드라이브에 있어서 초기 바이어스 테이블 작성 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 바이어스 보상 방법에 적합한 하드디스크 드라이브를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 방법들에 적합한 프로그램들을 저장하는 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체들을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법은
하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 산출하는 방법에 있어서,
디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하는 과정;
측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따라 디스크 상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정하는 과정;
상기 두 곳에서 측정된 바이어스들을 기반으로 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정; 및
상기 추정된 바이어스의 선형 성분과 상기 추출된 바이어스의 비선형 성분에 기반하여 상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따른 디스크의 임의의 위치에서의 바이어스를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 바이어스 보상 방법은
하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 보상하는 방법에 있어서,
디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
상기 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 바이어스 테이블에 저장하는 과정; 및
하드디스크 드라이브가 파워온되면 상기 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 바이어스 보상 방법은
상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건이 변화하면, 디스크 상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정하는 과정;
상기 측정된 두 곳의 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정;
상기 추정된 바이어스의 선형 성분에 의해 상기 바이어스 테이블에 저장된 바이어스의 선형 성분을 갱신하는 과정; 및
상기 갱신된 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하는 과정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 바이어스 테이블 작성 방법은
하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 보상하기 위한 바이어스 테이블을 작성하는 방법에 있어서,
디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
상기 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 저장하는 바이어스 테이블을 작성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 바이어스 테이블 작성 방법은
하드디스크 드라이브의 동작 조건이 변화되면 디스크 상의 임의의 곳에서 바이어스를 측정하는 과정;
상기 측정된 두 곳의 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정;
상기 추정된 바이어스의 선형 성분에 의해 상기 바이어스 테이블에 저장된 바이어스의 선형 성분을 갱신하는 과정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체는
하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 산출하는 방법이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하는 과정;
측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따라 디스크 상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정하는 과정;
상기 두 곳에서 측정된 바이어스들을 기반으로 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정; 및
상기 추정된 바이어스의 선형 성분과 상기 추출된 바이어스의 비선형 성분에 기반하여 상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따른 디스크의 임의의 위치에서의 바이어스를 산출하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 기록 매체는
하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 보상하는 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스에 기반하 여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
상기 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 바이어스 테이블에 저장하는 과정; 및
하드디스크 드라이브가 파워온되면 상기 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 기록 매체는
하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 보상하기 위한 바이어스 테이블을 작성하는 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정; 및
상기 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 저장하는 바이어스 테이블을 작성하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브는
정보를 저장하는 디스크;
상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 헤드;
상기 헤드를 이동시키는 보이스 코일 모터;
상기 헤드에 인가되는 바이어스를 보상하기 위한 바이어스 테이블을 저장하는 메모리; 및
트랙 추종 동작에서 바이어스를 측정하고, 트랙 탐색 모드에서 상기 메모리에 저장된 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하는 컨트롤러를 포함하며,
여기서, 상기 메모리는 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 저장하며,
상기 콘트롤러는 하드디스크 드라이브가 파워온되면 상기 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하고, 하드디스크 드라이브의 동작 조건이 변화되면 디스크 상의 임의의 곳에서 바이어스를 측정하고, 상기 측정된 두 곳의 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하며, 상기 추정된 바이어스의 선형 성분에 의해 상기 바이어스 테이블에 저장된 바이어스의 선형 성분을 갱신하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 하드디스크 드라이브에서 측정된 바이어스 프로파일들의 예를 보이는 것이다. 도 1에 있어서 횡축은 디스크 상의 헤드의 위치 즉, 디스크의 내주로부터의 거리를 나타내고, 종축은 바이어스를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이 바이 어스 프로파일은 디스크 상의 헤드의 위치에 따른 바이어스의 변화를 나타낸다.
도 1에 도시된 바이어스 프로파일들은 사용 시간의 경과에 따라 작성된 것들이다. 예를 들어 가장 상측의 바이어스 프로파일은 하드디스크 드라이브가 파워온(power on)된 직후에 얻어진 것이고, 가장 하측의 바이어스 프로파일은 하드디스크 드라이브의 사용 시간이 가장 오래된 상태에서 얻어진 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 바이어스 프로파일은 하드디스크 드라이브의 사용 시간 경과와 더불어 일정한 값으로 수렴하는 특성을 보인다.
바이어스는 도 1에 도시된 바와 같이 디스크 상의 헤드의 위치 및 사용 시간에 따라 변화할 뿐만 아니라 헤드의 이동 방향 즉, 헤드가 내주 방향으로 움직이는지 혹은 외주 방향으로 이동하는 지에 따라서도 달라진다.
도 2는 하드디스크 드라이브에 있어서 디스크 상의 영역 분할의 예를 보이는 것이다. 주지하는 바와 같이 하드디스크 드라이브는 디스크의 내주로부터 외주까지의 영역을 복수의 영역들(zone 1 ~ zone N)로 분할하여 관리한다. 각 영역마다 트랙 피치, 트랙당 섹터수, 기록/재생 파라미터 등이 다르게 설정된다. 바이어스 역시 영역별로 측정되고 보상된다.
종래의 바이어스 보상 방법에 의하면 측정에 의해 얻어지는 혹은 추정에 의해 얻어지는 바이어스를 가지는 바이어스 테이블을 메모리에 저장시켜두고 트랙 탐색시 이를 참조하게 하고 있다. 또한, 사용 시간의 경과나 동작 온도의 변화와 같은 동작 조건의 변화가 있을 때마다 바이어스를 재측정하거나 재산출하여 바이어스 테이블을 갱신하도록 하고 있다.
그렇지만, 디스크 전체 영역의 바이어스들을 모두 갱신할 경우 각각의 영역마다 새롭게 바이어스를 구하여야 하기 때문에 많은 시간이 소요된다. 또한, 바이어스가 비선형적으로 변화하는 경우에는 디스크 상에서의 헤드의 위치에 따른 비례 상수를 적용하는 작업이 필요하기 때문에 더욱 더 많은 시간이 소요된다.
본 발명에 따른 바이어스 보상 방법에 따르면 바이어스 성분을 디스크의 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 선형 성분과 비선형적으로 변화하는 비선형 성분으로 나누어 보상하되 동작 조건의 변화에 따라 바이어스의 선형 성분만을 갱신하도록 한다.
관찰에 의하면, 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분 모두 동작 조건의 변화에 따라 변화하지만 바이어스의 선형 성분은 변화가 상당히 큰 반면에 바이어스의 비선형 성분은 무시하여도 좋을 정도로 작다.
따라서, 바이어스의 비선형 성분을 미리 구하여두고 동작 조건의 변화에 따라 선형 성분만을 추정하여 바이어스를 보상하도록 할 수 있다. 여기서, 바이어스의 선형 성분은 디스크의 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하므로 디스크 상의 임의의 두 곳에서 측정된 바이어스들을 참조하여 간단하게 추정될 수 있다.
그러므로 본 발명의 바이어스 보상 방법에 의하면 간단하고 신속하게 바이어스를 보상하는 것이 가능해 진다.
바이어스를 유발하는 가장 주요한 원인들은 액튜에이터에 탑재된 헤드와 하드디스크 드라이브의 회로 부품들이 탑재된 기판을 연결하는 플렉시블 인쇄회로기판(flexible printed circuit board)의 장력과 액튜에이터 및 헤드의 기구적 형상 인 것으로 알려지고 있다.
플렉시블 인쇄회로기판은 액튜에이터의 가동과 더불어 신축하게 되므로 그것의 장력이 헤드의 움직임에 영향을 미치고, 액튜에이터 및 헤드의 형상은 디스크의 회전시 발생하는 공기 유동과 결합되어 역시 헤드의 움직임에 영향을 미치게 된다.
플렉시블 인쇄회로기판의 장력은 액튜에이터의 위치(즉, 디스크 상의 헤드의 위치), 액튜에이터의 이동 방향(즉, 헤드의 이동 방향) 등에 따라 달라지기도 하지만, 주요한 것은 하드디스크 드라이브의 동작 온도이다. 즉, 하드디스크 드라이브의 동작 온도가 달라짐에 따라 플렉시블 인쇄회로기판의 장력이 변화하며, 이에 따라 헤드에 인가되는 바이어스 또한 달라지게 된다. 하드디스크 드라이브의 동작 온도는 하드디스크 드라이브의 사용 시간과 깊은 관계를 갖는다.
한편, 액튜에이터 및 헤드의 기구적인 구조에 의한 바이어스는 하드디스크 드라이브의 동작 온도보다는 디스크 상의 헤드의 위치, 헤드의 이동 방향 등에 의해 영향받는다.
상술한 바를 참조하면 하드디스크 드라이브의 바이어스는 사용 시간 및 동작 온도에 크게 영향을 받는 성분과 그렇지 않는 부분으로 나누어 생각해 볼 수 있다. 사용 시간 및 동작 온도에 크게 영향받는 성분은 액튜에이터 및 헤드의 기구적 형상, 디스크 상의 헤드의 위치, 헤드의 이동 방향 등에 의해서는 별로 영향받지 않으며 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 것으로 간주될 수 있다.
한편, 바이어스에서 사용 시간 및 동작 온도에 의해 크게 영향 받지 않는 성분은 액튜에이터 및 헤드의 기구적 형상, 디스크 상의 헤드의 위치, 헤드의 이동 방향 등에 의해 영향받지만 영향받는 정도는 사용 시간 및 동작 온도의 변화에 따라 크게 변화하지 않으며 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 것으로 간주될 수 있다.
도 3 및 도 4는 바이어스의 비선형 성분을 도식적으로 보이기 위한 것들이다.
도 3 및 도 4는 각각 헤드가 서로 반대 방향으로 이동하는 것에 대응하며, 각각의 바이어스 프로파일들은 사용 시간의 경과에 따라 측정된 것들이다. 즉, 도 3은 헤드를 내주에서 외주로 이동시키면서 측정된 바이어스 프로파일들을 나타내고, 도 4는 헤드를 외주에서 내주로 이동시키면서 측정된 바이어스 프로파일들을 나타낸다. 또한 각각의 바이어스 프로파일들은 하드디스크 드라이브를 사용하기 시작한 시점 즉, 하드디스크 드라이브가 파워온된 후로부터 일정한 시간 간격을 두고 측정된 것들이다.
도 3a 및 도 4a에 도시된 바이어스 프로파일들은 비선형 성분 및 선형 성분이 모두 포함된 것들이다. 한편, 도 3b 및 도 4b에 도시된 것들은 각각 도 3a 및 도 4a에 도시된 바이어스 프로파일들에 대응하는 바이어스의 비선형 성분들을 보이는 것이다. 도 3b 및 도 4b를 통하여 알 수 있는 바와 같이 바이어스의 비선형 성분은 하드디스크 드라이브의 사용 시간에 따른 차이가 매우 미미함을 알 수 있다.
이는 도 3b 및 도 4b에 도시된 것들을 종축 방향으로 확대하여 보이는 도 3c및 도 4c를 참조함에 의해 더욱 명확해진다.
바이어스의 비선형 성분이 사용 시간이 경과하더라도 매우 미미한 차이를 보 인다는 것은 사용 시간의 경과에 따라 비선형 성분을 갱신하지 않더라도 충분한 바이어스 보상 성능을 얻을 수 있다는 것을 의미한다.
도 5는 바이어스 프로파일로부터 바이어스의 선형 성분과 비선형 성분을 구하는 것을 도식적으로 보이는 것이다. 도 5에는 바이어스 프로파일(502)과 이를 근사화하는 직선(504)이 도시된다. 도 5를 참조하면 바이어스 프로파일(502)은 직선(504)과 바이어스 프로파일(502)과 직선(504)과의 차이에 의해 나타내어질 수 있다.
즉, 바이어스 F는
F = f(p) + a0 + a1p
로 나타내어진다.
여기서, p는 디스크 상의 위치를 나타내며, f(p)는 차이값을 나타내며, a0는 직선(504)의 절편 그리고 a1는 직선(504)의 기울기를 나타낸다.
상기 수식에 있어서 f(p)는 바이어스의 비선형 성분이 되며, a0 + a1p는 바이어스의 선형 성분이 된다.
정확도를 기하기 위하여, 직선(504)은 바이어스 프로파일(502)과의 차이값이 가장 작게 되도록 설정된다. 즉, 디스크 상의 각 위치에서 차이값의 자승근(root square)의 총합이 가장 작은 것이 되도록 설정된다.
도 6은 하드디스크 드라이브의 사용 시간의 경과에 따라 측정된 바이어스 프로파일들과 각각의 바이어스 프로파일에 상응하는 선형 성분들을 보이는 것이다. 도 6에 있어서 바이어스 프로파일들(602a ~ 602d)은 하드디스크 드라이브의 사용 시간의 경과에 따라 측정된 것들이며, 직선들(604a ~ 604d)은 각각의 바이어스 프로파일들(602a ~ 602d)에 상응하는 바이어스의 선형 성분들을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 사용 시간의 경과에 따라 바이어스 프로파일들은 상당히 큰 차이를 보이지만, 바이어스의 비선형 성분들은 도 3a 및 도 4b에 도시되는 바와 같이 차이가 매우 미미하다.
따라서, 바이어스의 비선형 성분을 미리 구해두고 동작 조건의 변화 즉, 사용 시간, 동작 온도 등의 변화에 따라 바이어스의 선형 성분들을 추정하고, 바이어스의 비선형 성분과 선형 성분을 조합함에 의해 디스크 상의 임의의 위치에서의 바이어스를 산출할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법을 보이는 흐름도이다.
도 7을 참조하면 먼저 디스크의 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하여 바이어스 프로파일을 얻는다.(s702)
측정된 바이어스 프로파일에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출한다.(s704) 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 것에 대해서는 도 5를 참조하여 상세히 설명된 바 있다. 그리고, s702과정 및 s704과정은 하드디스크 드라이브의 제조공정 특히 번인 테스트(burn-in test) 공정에서 수행되는 것이 바람직하다. 얻어진 바이어스의 비선형 성분은 바이어스 테이블에 수록되며, 바이어스 테이블은 디스크의 메인티넌스 실린더에 저장된다.
디스크 상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정한다.(s706)
s706과정에서 측정된 바이어스들을 기반으로 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정한다. (s708)
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 산출 방법에 있어서 바이어스의 선형 성분을 추정하는 방법을 도식적으로 보이는 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이 바이어스의 선형 성분은 디스크 상의 임의의 두 곳(P_a, P_b)에서 측정된 바이어스들을 잇는 직선(802)에 의해 나타내어진다.
S708과정에서 추정된 바이어스의 선형 성분과 s704과정에서 추출된 바이어스의 비선형 성분에 기반하여 디스크 상의 원하는 위치에서의 바이어스를 산출한다.(s710)
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 산출 방법의 효과를 보이기 위해 도시된 것이다. 도 9에 있어서 902는 초기 바이어스 프로파일 예를 들어 하드디스크 드라이브의 파워온 직후에 측정된 바이어스 프로파일을 나타내고, 904는 하드디스크 드라이브를 사용한 후 일정 시간 예를 들어 3분이 경과한 후에 본 발명에 따를 바이어스 산출 방법에 의해 산출된 바이어스 프로파일을 보이는 것이며, 906은 산출된 바이어스 프로파일(904)에 상응하는 실제로 측정된 바이어스 프로파일을 보이는 것이다. 본 발명에 따른 바이어스 산출 방법에 의해 산출된 바이어스 프로파일(904)과 실제로 측정된 바이어스 프로파일(906) 사이의 오차가 매우 작음을 알 수 있다.
한편, 사용 시간이 좀더 경과한 후에 얻어진 바이어스 프로파일(912) 및 이 에 근거하여 일정 시간이 경과한 후에 산출 및 측정된 바이어스 프로파일들(914, 916)을 참조하면, 산출된 바이어스 프로파일(914)과 측정된 바이어스 프로파일(916)과의 차이가 더욱 작아져 있음을 알 수 있다. 이는 바이어스가 사용 시간의 경과에 따라 수렴하기 때문이며, 본 발명의 바이어스 산출 방법도 사용 시간의 경과에 따라 더욱 정확해지는 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 보상 방법을 보이는 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 하드디스크 드라이브가 파워온되면, 디스크의 메인티넌스 실린더에 기록된 바이어스 테이블을 읽어들여 메모리에 저장한다.(s1002)
여기서, 바이어스 테이블은 바이어스의 비선형 성분 및 초기 사용에 상응하는 선형 성분을 가진다. 바이어스의 비선형 성분 및 선형 성분을 구하는 것에 대해서는 추후에 상세히 설명하기로 한다.
메모리에 저장된 초기 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스 보상을 수행한다.(s1004)
바이어스 보상에 있어서 에러가 소정의 범위를 벗어나는 지를 검사한다.(s1006) 에러가 소정의 범위를 벗어나지 않는다면 계속 s1004과정을 통하여 바이어스 보상을 수행한다.
바이어스 보상을 위한 바이어스 보상값은 바이어스 테이블의 바이어스의 선형 성분과 비선형 성분을 조합함에 의해 얻어진다. 바이어스 테이블에는 바이어스의 선형 성분을 나타내기 위한 직선의 방정식이 저장되어 있으며, 디스크 상의 헤드의 위치을 대입함에 의해 해당 위치에서의 바이어스의 선형 성분을 얻는다.
한편, 바이어스 테이블에 있어서 바이어스의 비선형 성분은 디스크 상의 헤드의 위치에 따라 저장된다.즉, 도 3b 및 도 4b에 도시되는 바와 같은 그래프가 바이어스 테이블에 저장되어 있다.
해당 위치에서의 바이어스의 선형 성분이 얻어지면 이를 해당 위치에서의 바이어스의 비선형 성분과 조합 예를 들어 가산함에 의해 해당 위치에서의 바이어스를 얻는다. 얻어진 바이어스를 적용하여 바이어스 보상을 수행한다.
만일, 에러가 소정의 범위를 벗어난다면 바이어스 테이블을 갱신한다. 에러가 소정의 범위를 벗어난다는 것은 바이어스 보상을 위하여 사용할 바이어스 프로파일이 이전에 사용된 것에 비해 크게 달라져 있다는 것을 의미하며, 또한 바이어스의 선형 성분을 갱신하여야 함을 의미한다.
디스크상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스들을 참조하여 바이어스의 선형 성분을 추정한다. (s1008)
이후 추정된 바이어스의 선형 성분으로 메모리에 저장된 바이어스 테이블의 바이어스 선형 성분을 갱신한다.(s1010) 이후 갱신된 바이어스 테이블에 의해 바이어스 보상이 수행된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 테이블을 작성하는 방법을 보이는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 바이어스 프로파일이 작성된다.(s1102) 바이어스 프로파일은 헤드를 디스크 상에서 이동시켜가면서 디스크 전체 영역에 걸쳐서 측정된다. 바이어스를 측정하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며 간단하게는 트랙 추종시 에 보이스 코일 모터에 인가되는 구동 전류의 직류(dc) 성분을 측정함에 의해 얻어진다.
측정된 바이어스 프로파일을 참조하여 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 구한다. (s1104) 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 구하는 것에 대해서는 도 5를 참조하여 상세히 설명된 바 있다.
구해진 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 바이어스 테이블에 수록한다.(s1106) 바이어스의 선형 성분은 도 5를 참조하여 구해지는 직선의 방정식 즉, 절편 a0 및 기울기 a1 로 나타내어지는 방정식으로 저장되고, 바이어스의 비선형 성분은 디스크 상의 헤드의 위치에 따라 저장된다.
바이어스 테이블은 디스크의 메인티넌스 실린더 혹은 불활성 메모리에 저장되고 이후 하드디스크 드라이브에 의해 사용된다. 예를 들어 트랙 탐색시의 바이어스 보상을 위해 사용된다.
도 12는 본 발명에 따른 바이어스 테이블 작성 방법의 다른 실시예를 보이는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 바이어스 프로파일들이 작성된다.(s1202) 바이어스 프로파일들은 헤드를 디스크 상에서 이동시켜가면서 디스크 전체 영역에 걸쳐서 측정되며, 하드디스크 드라이브의 사용 시간에 따라 측정된다.
각각의 바이어스 프로파일에 대한 바이어스의 비선형 성분들을 구한다. (s1204)
각각의 바이어스 프로파일에 대한 바이어스의 비선형 성분들을 평균함에 의 해 바이어스 보상을 위해 사용될 바이어스의 비선형 성분을 산출한다. (s1206)
하드디스크 드라이브가 파워온된 직후에 구해진 바이어스 프로파일의 선형 성분 및 s1206과정에서 구해진 바이어스의 비선형 성분을 바이어스 테이블에 수록한다.(s1208) 바이어스 테이블에 하드디스크 드라이브가 파워온된 직후에 구해진 바이어스 프로파일의 선형 성분을 저장하는 것은 하드디스크 드라이브의 사용 초기에 있어서 하드디스크 드라이브가 파워온된 후 초기화 동작 동안에 메인티넌스 실린더로부터 읽혀져 메모리에 저장된 바이어스 테이블이 바이어스 보상을 위해 사용되기 때문이다.
도 12에 도시된 방법은 도 11에 도시된 방법에 비해 사용 시간의 경과에 따라 측정된 여러 바이어스 프로파일들로부터 얻어지는 바이어스의 비선형 성분들에 의해 보상을 위해 사용될 바이어스의 비선형 성분을 산출한다는 특징이 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 본 발명에 따른 바이어스 테이블 작성 방법은 하드디스크 드라이브의 제조공정 특히 번인 테스트 공정에서 수행되는 것이 바람직하다.
도 13은 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브(10)의 구성을 보이는 것이다. 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 자기 디스크(12)를 포함하고 있다. 드라이브(10)는 디스크 표면(18)에 인접되게 위치한 헤드(16)를 또한 포함하고 있다.
헤드(16)는 각각의 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 헤드(16)는 각 디스크 표면(18)에 결합되어 있다. 비록 단일의 헤드(16)로 도시되어 설명되어 있지만, 이는 디스크(12)를 자화시키기 위한 기록용 헤드와 디스크(12)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 헤드로 이루어져 있다고 이해되어야 한다. 읽기용 헤드는 자기 저항(MR : Magneto-Resistive) 소자로부터 구성되어 진다.
헤드(16)는 슬라이더(20)에 통합되어 질 수 있다. 슬라이더(20)는 헤드(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 헤드(16)를 이동시킬 것이다.
정보는 전형적으로 디스크(12)의 환상 트랙(34) 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. 헤드(16)는 다른 트랙에 있는 정보를 읽거나 기록하기 위하여 디스크 표면(18)을 가로질러 이동된다. 다른 트랙으로 가로질러 헤드를 이동시키는 것을 일반적으로 트랙 탐색 루틴이라 부른다.
도 14는 도 13에 도시된 장치의 회로 구성을 보이는 것이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 하드디스크 드라이브는 디스크(12), 자기 헤드(16), 프리 앰프(210), 기록/판독 채널(220), 버퍼(230), 컨트롤러(240), ROM(250A), RAM(250B), 호스트 인터페이스(260), 보이스 코일 모터(VCM) 구동부(270)를 구비한다.
ROM(250A)에는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 컨트롤러(240)에 의하여 사용되어지는 각종 명령어 및 데이터들이 저장되어 있다. 소프트웨어 루틴의 하나로서 하드디스크 드라이브의 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하면서 한 트랙에서 다른 트랙으로 헤드(16)를 이동시키는 탐색 제어 루틴이 있다. 또한, ROM(250A)에는 일 예로서, 트랙 탐색을 위한 사인 파형의 가속도, 속도 및 위치 궤적을 생성시키기 위한 방정식들이 저장되어 있다.
RAM(250B)에는 드라이브 구동 초기에 ROM(250A) 또는 디스크(12)에서 읽어낸 하드디스크 드라이브 구동에 필요한 정보들이 저장된다. 특히, RAM(250B)에는 트랙 탐색시 바이어스 보상을 위해 참조할 바이어스 테이블이 저장되어 있다.
컨트롤러(240)는 호스트 인터페이스(260)를 통하여 호스트 기기(도면에 미도시)로부터 수신되는 커맨드(command)를 분석하고, 분석된 결과에 상응하는 제어를 실행한다. 컨트롤러(240)는 보이스 코일 모터의 여기 및 자기 헤드(16)의 움직임을 제어하기 위하여 보이스 코일 모터(VCM) 구동 회로(270)로 제어신호를 공급한다.
우선, 일반적인 하드디스크 드라이브의 동작을 설명하면 다음과 같다.
데이터 읽기(Read) 모드에서, 하드디스크 드라이브는 디스크(12)로부터 자기 헤드(16)의 읽기용 헤드에 의하여 감지된 전기적인 신호를 프리 앰프(210)에서 일차적으로 증폭시킨다. 그리고 나서, 기록/판독 채널(220)에서는 자동이득제어 회로 (도면에 미도시)에 의하여 이득을 제어하여 프리 앰프(210)에서 증폭된 신호를 일정한 레벨로 증폭시키고, 자동이득제어 회로에 의하여 일정한 레벨로 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(260)를 통하여 호스트 기기로 전송한다.
다음으로 쓰기(Write) 모드에서, 하드디스크 드라이브는 호스트 인터페이스(260)를 통하여 호스트 기기로부터 데이터를 입력받아 버퍼(230)에 일시 저장시킨 후에, 버퍼(230)에 저장된 데이터를 순차적으로 출력하여 기록/판독 채널(220)에 의하여 기록 채널에 적합한 바이너리 데이터 스트림으로 변환시킨 후에 프리 앰프(210)에 의하여 증폭된 기록 전류를 자기 헤드(16)의 기록용 헤드를 통하여 디스크(12)에 기록시킨다.
그러면, 컨트롤러(240)에서 실행되는 트랙 탐색 방법에 대하여 세부적으로 설명하기로 한다.
트랙 탐색 동작에 있어서, 컨트롤러(240)는 탐색 거리에 따른 탐색 시간을 계산하고, 계산된 탐색 시간에 근거하여 가속도, 속도 및 위치 궤적을 생성시켜 보이스 코일 모터의 구동 전류를 제어하는 프로세스를 실행한다. 이때, 컨트롤러(240)는 RAM(250B)에 저장된 바이어스 테이블을 참조하여 보이스 코일 모터의 구동 전류를 보상하게 된다.
도 15는 도 14에 도시되는 컨트롤러(240)에 의하여 실행되는 하드웨어 및 소프트웨어로 구성된 전형적인 트랙 탐색 서보 제어 시스템을 보여준다.
시크 궤적 생성기(60)는 헤드(16)가 트랙(34)의 그레이 코드를 읽어낼 때마다 정현파 가속도 궤적 및 가속도 궤적을 적분하여 얻은 속도 및 위치 궤적으로부터 헤드(16)의 설계 위치 xd(n), 설계 속도 vd(n) 및 설계 가속도 ad(n)를 계산한다.
상태 추정기(62)는 입력되는 위치 에러 신호(Position Error Signal) 및 제어 신호 uk로부터 상태 방정식을 이용하여 헤드의 실제 위치, 실제 속도 정보를 포함하는 헤드 움직임의 상태 변수 값을 추정하는 프로세스를 실행한다.
제1합산기(64)는 설계 위치 값 xd(n)에서 실제 위치 값 xr(n)을 감산한다. 그리고, 위치 제어 이득 보상기(66)는 제1합산기(64)에서 연산된 설계 위치 값과 실제 위치 값의 차에 위치 보정을 위한 위치 이득(kp)을 곱한 위치 보정 값을 생성시킨다.
다음으로, 제2합산기(68)는 위치 제어 이득 보상기(66)에서 생성된 위치 보정 값에 설계 속도 값 vd(n)을 더한 후에 실제 속도 값 vr(n)을 감산한다.
그러면, 속도 제어 이득 보상기(70)는 제2합산기(68)에서 연산된 값에 속도 보정을 위한 속도 이득(kv)을 곱한 속도 보정 값을 생성시킨다.
다음으로, 제3합산기(72)는 속도 보정 값과 설계 가속도 값을 더하여 시크 구동 전류 제어 값 uk(n)을 생성시킨다.
바이어스 보상기(74)는 RAM(250B)에 저장된 바이어스 테이블을 참조하여 시크 구동 전류 제어 값 uk(n)에 헤드(16)의 위치에 따른 바이어스가 보상된 시크 구 동 전류 제어 값을 생성하고, 이를 VCM 드라이버(76)에 인가한다. 그러면, VCM 드라이버(76)는 바이어스가 보상된 시크 구동 전류 제어 값에 상응하는 전류를 헤드 디스크 어셈블리(10)의 보이스 코일에 공급함으로써 보이스 코일 모터를 회전시켜 헤드(16)를 이동시킨다.
사인 파형의 탐색 서보 알고리즘에 따른 가속도, 속도, 위치 궤적 및 전류 궤적은 다음의 수학식 1로부터 구할 수 있다.
Figure 112005049647773-pat00001
Figure 112005049647773-pat00002
Figure 112005049647773-pat00003
Figure 112005049647773-pat00004
여기에서, TSK는 탐색 시간이고, IM는 보이스 코일에 공급되는 최대 전류이고, KA는 가속도 상수를 각각 나타낸다.
주어진 탐색 길이(XSK)에 대하여, 시간(t)은 탐색 시간(TSK)과 동일하며, 다음과 같은 관계를 갖는다.
Figure 112005049647773-pat00005
수학식 2로부터 수학식 3을 이용하여 주어진 탐색 길이(XSK)에 대하여 필요로 하는 탐색 시간(TSK)을 구할 수 있게 된다.
Figure 112005049647773-pat00006
수학식 3에 따르면 보이스 코일 모터에 인가되는 전류(IM)에 의하여 한정되는 사인 파형의 계산된 시크 궤적을 생성시킨다는 점을 보여준다.
그러나, 실제에 있어서 헤드(16)의 움직임은 그것에 작용하는 바이어스에 의해 교란되므로 이를 보상할 필요가 있다.
컨트롤러(240)는 RAM(250B)에 저장된 바이어스 테이블을 참조하여 보이스 코일 모터에 인가되는 전류(IM)를 보상하게 된다.
이를 위하여 도 9의 흐름도를 참조하여 설명된 바와 같이, 컨트롤러(240)는 하드디스크 드라이브에 전원이 인가될 때, 디스크(12)의 메인티넌스 실린더에 기록된 바이어스 테이블을 RAM(250B)에 저장시킨다.
이후, 컨트롤러(240)는 트랙 탐색시 RAM(250B)에 저장된 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스 보상을 수행한다. 만일, 바이어스 보상에 있어서 에러값이 소정 의 범위를 벗어나면, 콘트롤러(240)는 디스크(12) 상의 임의의 두 곳에서의 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스들에 의해 바이어스의 선형 성분들을 추정하며, 추정된 바이어스의 선형 성분으로 RAM(250B)에 저장된 바이어스의 선형 성분을 갱신한다.
이후 트랙 탐색 동작이 개시되면, 컨트롤러(240)는 RAM(250B)에 저장된 바이어스 프로파일을 참조하여 바이어스를 보상하게 된다.
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 따른 바이어스 보상 방법에 의하면, 하드디스크 드라이브의 동작 조건이 변화하면 디스크 상의 임의의 두 곳에서 측정한 바이어스들에 의해 디스크 상의 임의의 위치에서의 바이어스를 간단하게 추정할 수 있으므로 바이어스 보상이 간단하고 신속해지는 효과를 가진다.

Claims (16)

  1. 디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하는 과정;
    측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
    하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따라 디스크 상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정하는 과정;
    상기 두 곳에서 측정된 바이어스들을 기반으로 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정; 및
    상기 추정된 바이어스의 선형 성분과 상기 추출된 바이어스의 비선형 성분에 기반하여 상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따른 디스크의 임의의 위치에서의 바이어스를 산출하는 과정을 포함하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동작 조건은 상기 하드디스크 드라이브에 전원이 인가된 이후의 사용 시간인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 동작 조건은 상기 하드디스크 드라이브의 동작 온도인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정은
    디스크의 전체 영역에 걸친 바이어스를 근사화하는 직선을 설정하는 과정;
    디스크의 전체 영역에 걸친 바이어스와 상기 직선과의 차이에 의해 상기 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 직선은 디스크 상의 임의의 위치에서 디스크 전체 영역에 걸친 바이어스와 상기 직선과의 차이의 총합이 최소가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 직선은 디스크 상의 임의의 위치에서 디스크 전체 영역에 걸친 바이어스와 상기 직선과의 차이의 자승근(root square) 의 총합이 최소가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하는 과정 및 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정은 상기 하드디스크 드라이브의 제조공정에서 수행되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하는 과정은 상기 하드디스크 드라이브에 전원이 인가된 직후에 수행되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 산출 방법.
  9. 디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
    상기 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 바이어스 테이블에 저장하는 과정; 및
    하드디스크 드라이브가 파워온되면 상기 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하는 과정을 포함하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 보상 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건이 변화하면, 디스크 상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정하는 과정;
    상기 측정된 두 곳의 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정;
    상기 추정된 바이어스의 선형 성분에 의해 상기 바이어스 테이블에 저장된 바이어스의 선형 성분을 갱신하는 과정; 및
    상기 갱신된 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 보상 방법.
  11. 디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정; 및
    상기 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 저장하는 바이어스 테이블을 작성하는 과정을 포함하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 테이블 작성 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    하드디스크 드라이브의 동작 조건이 변화되면 디스크 상의 임의의 곳에서 바이어스를 측정하는 과정;
    상기 측정된 두 곳의 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정; 및
    상기 추정된 바이어스의 선형 성분에 의해 상기 바이어스 테이블에 저장된 바이어스의 선형 성분을 갱신하는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 바이어스 테이블 작성 방법.
  13. 하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 산출하는 방법이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
    디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하는 과정;
    측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
    상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따라 디스크 상의 임의의 두 곳에서 바이어스를 측정하는 과정;
    상기 두 곳에서 측정된 바이어스들을 기반으로 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하는 과정; 및
    상기 추정된 바이어스의 선형 성분과 상기 추출된 바이어스의 비선형 성분에 기반하여 상기 하드디스크 드라이브의 동작 조건의 변화에 따른 디스크의 임의의 위치에서의 바이어스를 산출하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
  14. 하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 보상하는 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
    디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스에 기반하 여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정;
    상기 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 바이어스 테이블에 저장하는 과정; 및
    하드디스크 드라이브가 파워온되면 상기 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  15. 하드디스크 드라이브의 헤드에 인가되는 바이어스를 보상하기 위한 바이어스 테이블을 작성하는 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
    디스크 전체 영역에 걸쳐서 바이어스를 측정하고, 측정된 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 추출하는 과정; 및
    상기 바이어스의 선형 성분 및 비선형 성분을 저장하는 바이어스 테이블을 작성하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  16. 정보를 저장하는 디스크;
    상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
    상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 헤드;
    상기 헤드를 이동시키는 보이스 코일 모터;
    상기 헤드에 인가되는 바이어스를 보상하기 위한 바이어스 테이블을 저장하는 메모리; 및
    트랙 추종 동작에서 바이어스를 측정하고, 트랙 탐색 모드에서 상기 메모리에 저장된 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하는 컨트롤러를 포함하며,
    여기서, 상기 메모리는 디스크 전체 영역에 걸쳐서 선형적으로 변화하는 바이어스의 선형 성분 및 디스크 전체 영역에 걸쳐서 비선형적으로 변화하는 바이어스의 비선형 성분을 저장하며,
    상기 콘트롤러는 하드디스크 드라이브가 파워온되면 상기 바이어스 테이블을 참조하여 바이어스를 보상하고, 하드디스크 드라이브의 동작 조건이 변화되면 디스크 상의 임의의 곳에서 바이어스를 측정하고, 상기 측정된 두 곳의 바이어스에 기반하여 디스크 전체 영역에 걸쳐서 변화하는 바이어스의 선형 성분을 추정하며, 상기 추정된 바이어스의 선형 성분에 의해 상기 바이어스 테이블에 저장된 바이어스의 선형 성분을 갱신하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
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