KR100688556B1

KR100688556B1 - 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법 그리고 이에 적합한하드디스크 드라이브 및 기록 매체

Info

Publication number: KR100688556B1
Application number: KR1020050062906A
Authority: KR
Inventors: 추상훈; 박철훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2007-03-02
Also published as: US20070014043A1; US7715140B2; KR20070008011A

Abstract

본 발명은 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법에 관한 것으로서 특히, 서보 섹터에서 발생된 에러의 크기를 판단하는 방법, 서보 섹터에서 발생된 에러의 크기에 따라 해당 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에의 데이터 기록여부를 제어하는 방법, 그리고 이에 적합한 하드디스크 드라이브 및 기록 매체에 관한 것이다.

본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법은 목표 서보 섹터에서 그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 발생된 에러의 크기를 판단하는 과정; 에러의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 정도로 작다면, 목표 서보 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하는 과정; 에러의 크기가 서보 섹터 뿐만 아니라 데이터 섹터에도 영향을 주는 정도로 크다면, 목표 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하지 않는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기록 제어 방법은 서보 섹터에서 발생된 에러가 서보 섹터에만 영향을 줄 정도로 작을 경우에는 해당 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에 데이터를 기록하는 것을 허용하도록 함으로써 하드디스크 드라이브의 기록 용량을 보전할 수 있게 하는 효과를 가진다.

Description

하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법 그리고 이에 적합한 하드디스크 드라이브 및 기록 매체{Write controlling method of hard disk drive, and hard disk drive and recording medium therefor}

도 1은 디스크 상에 형성된 서보 섹터를 보이는 것이다.

도 2는 서보 섹터에 기록된 서보 정보의 포맷을 보이는 것이다.

도 3은 종래의 기록 제어 방법을 보이는 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 기록 제어 방법을 보이는 흐름도이다.

도 5는 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브의 HDA의 구성을 보이는 것이다.

도 6은 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브의 전기적인 회로를 보이는 것이다.

본 발명은 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법에 관한 것으로서 특히, 서보 섹터에서 발생된 에러의 크기를 판단하는 방법, 서보 섹터에서 발생된 에러의 크기에 따라 해당 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에의 데이터 기록여부를 제어하 는 방법, 그리고 이에 적합한 하드디스크 드라이브 및 기록 매체에 관한 것이다.

하드디스크 드라이브는 회전하는 디스크에 연결된 복수의 자기 헤드를 포함하고 있다. 헤드는 디스크 표면을 자화시켜서 정보를 기록하거나 디스크 표면의 자기장을 검출하여 정보를 읽는다.

각 헤드는 통상 헤드 짐벌 어셈블리(HGA" :head gimbal assembly)로 불리우는 어셈블리를 만들기 위해 플렉셔 빔(flexure beam)에 부착된다. HGA는 자석 어셈블리와 결합되는 보이스 코일을 가지는 액츄에이터 아암에 부착된다. 보이스 코일 및 자석 어셈블리는 보이스 코일 모터를 구성하고, 보이스 코일 모터는 액츄에이터 아암을 회동시켜 헤드가 디스크를 가로질러 움직일 수 있게 한다.

정보는 통상적으로 디스크 상에 동심원으로 형성된 트랙들에 저장된다. 보이스 코일 모터는 디스크 면에 저장되어 있는 데이터를 액세스하기 위해 어떤 트랙에서 다른 트랙으로 헤드를 이동시킨 다음 트랙은 복수의 섹터들로 나뉘어지고, 각 섹터들은 서보 섹터이거나 데이터 섹터이다.

하드디스크 드라이브의 서보 장치는 헤드가 원하는 오프트랙량을 가지고 원하는 트랙을 추종하도록 보이스 코일 모터를 제어한다. 서보 장치는 섹터 영역에 기록된 그레이 코드 및 버스트 신호에 의해 트랙 어드레스 및 오프트랙량을 계산하고, 계산된 결과를 참조하여 보이스 코일 모터를 제어한다.

그레이 코드, 버스트 신호를 비롯한 서보 정보들은 하드디스크 드라이브의 제조 과정에서 서보 기록기(servo writer) 및 셀프 서보 기록 프로세스에 의해 서보 섹터에 기록된다.

하드디스크 드라이브의 저장 밀도가 증가함에 따라 트랙 폭이 좁아지고 헤드의 비행 높이(flying height)도 낮아지고 있다. 헤드 비행 높이의 감소로 인하여 헤드와 디스크 간의 여유(margin)가 적어지고, 이에 따라 헤드와 디스크가 접촉하여 스크래치(scratch)가 발생할 확률이 높아진다. 한편, 디스크의 표면 연마도가 좋지 않거나, 외부로부터 혼입되거나 동작 중에 발생한 오염 입자가 디스크 표면에 내려 앉아 있으면, 헤드와 디스크 표면의 돌출된 입자 혹은 헤드와 오염 입자가 서로 접촉하여 TA(Thermal Asperity)가 발생할 가능성도 높아진다.

스크래치 및 TA가 서보 섹터의 그레이 코드가 기록된 영역에서 발생될 경우 정확한 트랙 어드레스가 얻어지지 않는다. 한편, 하드디스크 드라이브의 기록 동작에 있어서 목표 트랙 및 섹터가 정확하게 추종되지 않으면 인접 트랙 지움을 방지하기 위하여 일단 데이터를 기록하지 않도록 조치한 후 라이트 리트라이(write retry) 즉, 디스크가 한 바퀴 회전하는 동안 목표 트랙 및 섹터를 다시 탐색하거나 에러를 치유하기 위해 필요한 조치 등을 취하고, 목표 트랙 및 섹터가 정확하게 추종되거나 에러가 치유되었을 때 데이터를 기록하도록 하고 있다. 만일, 라이트 리트라이를 통해서도 목표 트랙 및 섹터가 추종되지 않거나 에러가 치유되지 않는다면, 해당 목표 트랙 및 섹터를 디펙트 처리한 후 스페어 데이터 섹터에 데이터를 기록하게 된다.

도 1은 디스크 상에 형성된 서보 섹터를 보이는 것이다. 섹터 서보(sectored servo) 방식에 있어서 서보 섹터(102)는 디스크 상에서 방사상으로 분포되며, 서보 섹터들 사이에는 적어도 하나 이상의 데이터 섹터들이 존재할 수 있다. 서보 정보 는 하드디스크 드라이브의 제조 공정에서 서보 라이터 혹은 셀프 서보 기록 방식에 의해 서보 섹터에 기록된다.

도 2는 서보 섹터에 기록된 서보 정보의 포맷을 보이는 것이다. 섹터 서보 방식에 있어서 서보 정보는 일반적으로 서보 동기 신호(SYNC,혹은 프리앰블(preamble)), 서보 인덱스 마크/서보 어드레스 마크(Servo Index Mark(SIM)/Servo Address Mark(SAM)), 그레이 코드(gray code), 버스트(burst) 등을 포함한다. 이중에서 서보 동기 신호는 일정한 크기 및 일정한 주파수를 가지는 것으로서, 서보 섹터에 기록된 서보 정보를 읽기 위한 클럭 신호 및 이득 정보를 제공하기 위한 것이다. 즉, 하드디스크 드라이브의 프리앰프(미도시)는 프리앰블의 주파수 및 크기에 따라 서보 정보를 읽어내기 위한 기본 클럭 및 증폭 이득을 설정하게 된다. 서보 인덱스 마크는 트랙에 기록된 서보 섹터들 중에서 첫 번째 섹터임을 나타내기 위하여 사용되며, 서보 어드레스 마크는 서보 섹터의 시작을 나타낸다. 그레이 코드는 트랙 어드레스를 나타내기 위해 사용되는 것으로서, 인접 트랙과의 사이에서의 비트 변화를 최소화함으로써 기록 용량의 증대에 기여한다. 즉, 인접 트랙들 사이에서의 그레이 코드들은 단지 1비트의 차이만을 가지게 된다. 버스트는 통상 4가지 종류(버스트 A ~ 버스트 D)가 사용되며, 헤드가 트랙 중심으로부터 벗어난 정도를 판단하기 위하여 사용된다.

도 3은 종래의 기록 제어 방법을 보이는 흐름도로서, 목표 서보 섹터의 뒤에 연속된 목표 데이터 섹터에의 데이터 기록 여부를 제어하는 것이다. 도 3을 참조하면, 라이트 컴맨드가 발생되면, 먼저 라이트 리트라이 카운터를 0으로 초기화한다 .(s302)

에러 발생 여부를 검사한다.(s304)

S304과정의 결과 그레이 코드에 관한 에러(FGRAY; Fault of GRAY)가 발생되었는지를 판단한다. (s306)

S306과정의 판단 결과, FGRAY가 아니라면, 해당 서보 섹터에 연속되어 있는 데이터 섹터들에 데이터를 기록하도록 허용한다.

반대로 S306과정의 판단 결과 FGRAY 라면, 라이트 리트라이 카운터(write_retry_cnt)를 1만큼 증가시키고(s308), 라이트 리트라이 카운터 (write_retry_cnt)의 값이 최대 라이트 리트라이 횟수(MAX_WRITE_RTY_CNT)와 같거나 작은지를 검사한다.(s310) 라이트 리트라이 카운터 (write_retry_cnt)의 값이 최대 라이트 리트라이 횟수 (MAX_WRITE_RTY_CNT)와 같거나 작다면, 라이트 리트라이를 수행하고(s314) s304과정으로 복귀한다. S304과정에서는 FGRAY의 발생 여부를 다시 검사한다.

한편, s310과정에서 라이트 리트라이 카운터(write_retry_cnt)의 값이 최대 라이트 리트라이 횟수(MAX_WRITE_RTY_CNT)보다 크다면, FGRAY가 치유 불가능한 것으로 판단하고, 목표 데이터 섹터를 재할당 즉, 목표 데이터 섹터를 스페어 데이터 섹터에 의해 대체하고, 대체된 스페어 데이터 섹터에 데이터를 기록한다.(s312)

도 3에 도시된 기록 제어 방법에 있어서, 목표 서보 섹터의 그레이 코드가 스크래치, TA 등에 의해 손상되어 있다면, 라이트 리트라이를 반복하더라도 FGRAY는 치유되지 않는다. 따라서, 스크래치, TA 등에 의해 손상된 그레이 코드를 가지 는 서보 섹터와 그 다음의 서보 섹터 사이의 데이터 섹터들은 디펙트 처리된다. 그 결과 디펙트 처리된 데이터 섹터들만큼 기록 용량이 저하되고, 또한 스페어 용량도 감소된다.

본 발명의 목적은 서보 섹터에서 발생한 에러의 크기를 판단하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 서보 섹터에서 발생된 에러의 크기에 따라 해당 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터들에의 기록 여부를 제어하는 기록 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 기록 제어 방법에 적합한 하드디스크 드라이브를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 방법에 적합한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 에러 크기 판단 방법은

하드디스크 드라이브의 서보 섹터에서 발생된 에러의 크기를 판단하는 방법에 있어서,

에러가 발생된 서보 섹터에서 서보 정보를 읽어내는 과정; 및

읽어낸 서보 정보와 정상적인 서보 정보를 비교하여 서로 다른 비트들의 개수를 계수하여, 상기 서로 다른 비트들의 개수에 의해 에러 크기를 판단하는 과정을 포함 하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법은

목표 서보 섹터에서 그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 발생된 에러의 크기를 판단하는 과정;

에러의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 정도로 작다면, 목표 서보 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하는 과정;

에러의 크기가 서보 섹터 뿐만 아니라 데이터 섹터에도 영향을 주는 정도로 크다면, 목표 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하지 않는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기의 기록 제어 방법은

그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 에러를 치유하기 위한 리트라이 동작을 반복 수행하는 과정; 및

리트라이 횟수가 Thermal Asperity나 스크래치에 의한 에러인 것으로 판단할 수 있는 횟수를 넘어도 에러가 치유되지 않는다면, Thermal Asperity나 스크래치에 의한 에러인 것으로 판단하여 상기 에러 크기 판단을 수행하게 하는 과정을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 기록 제어 방법은

서보 섹터로부터 읽어낸 그레이 코드를 트랙 어드레스로 환산하고, 이를 목표 트랙 어드레스와 비교하는 과정; 및

그레이 코드로부터 환산한 어드레스와 목표 트랙 어드레스의 차이가 소정의 문턱값보다 크다면 데이터 섹터에의 기록을 허용하는 과정을 더 구비하는 것이 바람직하다.

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 헤드;

상기 헤드를 상기 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 보이스 코일 모터를 구동하는 VCM 드라이버 ; 및

상기 VCM 드라이버를 제어하여 상기 헤드를 통하여 데이터를 목표 서보 섹터에 기록하도록 제어하는 콘트롤러를 포함하며,

상기 콘트롤러는 목표 서보 섹터에서 그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 발생된 에러의 크기를 판단하고, 에러의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 정도로 작다면 목표 서보 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하고, 그리고 에러의 크기가 서보 섹터 뿐만 아니라 데이터 섹터에도 영향을 주는 정도로 크다면 목표 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하지 않도록 기록 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 기록 매체는

하드디스크 드라이브의 트랙 어드레스를 나타내는 그레이 코드에서 발생된 에러의 크기를 판단하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽어 들일 수 있는 기록 매체 에 있어서,

추종하고 있는 트랙에 있는 서보 섹터의 그레이 코드를 읽어내는 과정;

목표 트랙 어드레스를 그레이 코드로 변환하는 과정; 및

서보 섹터에서 읽어낸 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 변환하여 얻어지는 그레이 코드의 각 비트들을 비교하여 서로 값이 다른 비트들의 개수를 구하여 상기 서로 다른 비트들의 개수에 의해 에러 크기를 판단하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.

하드디스크 드라이브의 목표 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에 데이터를 기록하는 것을 제어하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽어 들일 수 있는 기록 매체에 있어서,

에러의 크기가 서보 섹터 뿐만 아니라 데이터 섹터에도 영향을 주는 정도로 크다면, 목표 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하지 않는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 목표 서보 섹터에서 그레이 코드에 의한 에러가 발생되면, 발생된 에러의 크기를 판단한다. 그리고 에러의 크기가 목표 서보 섹터 뒤의 데이터 섹터 에 영향을 주지 않을 정도로 충분히 작은 것으로 판단되면, 데이터 섹터들에의 기록을 허용하게 한다.

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

도 4를 참조하면, 라이트 컴맨드가 발생되면, 먼저 라이트 리트라이 카운터를 0으로 초기화한다.(s402)

에러 발생 여부를 검사한다.(s404) 서보 장치는 헤드가 목표 트랙을 제대로 추종하고 있는지, 정상적인 그레이 코드가 검출되고 있는지 등을 검사한다. 서보 장치는 서보 섹터에서 읽어들인 그레이 코드에 의해 얻은 트랙 어드레스와 목표 트랙 어드레스의 동일 여부를 판단한다. 만일, 이들이 동일하다면, 일단 헤드가 목표 트랙을 정확하게 추종하고 있는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 헤드가 목표 트랙을 정확하게 추종하고 있음에도 불구하고 목표 서보 섹터에서 정상적인 그레이 코드가 읽혀지지 않는다면, 목표 서보 섹터의 그레이 코드에서 에러가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 목표 서보 섹터의 그레이 코드가 어떤 원인에 의해 손상되어 있는 것으로 판단할 수 있다.

FGRAY인지를 검사한다.(s406) 목표 섹터로부터 정상적인 그레이 코드가 검출되지 않는다면, 서보 장치는 목표 섹터에서 FGRAY가 발생한 것으로 판단한다.

만일, FGRAY라면, 라이트 리트라이 카운터를 1만큼 증가시키고(s408), 라이트 리트라이 카운터의 값이 최대 라이트 리트라이 횟수와 같거나 작은 지를 검사한 다.(s410)

s410과정에서 라이트 리트라이 카운터(write_retry_cnt)의 값이 최대 라이트 리트라이 횟수 (MAX_WRITE_RTY_CNT)보다 크다면, 목표 데이터 섹터를 재할당하고, 대체된 스페어 데이터 섹터에 데이터를 기록한다.(s412)

s410과정에서 라이트 리트라이 카운터 (write_retry_cnt)의 값이 최대 라이트 리트라이 횟수 (MAX_WRITE_RTY_CNT)와 같거나 작다면, 라이트 리트라이 카운터 (write_retry_cnt)의 값이 그레이 코드의 손상에 의한 에러로 판단할 수 있는 리트라이 횟수(IGNORE_FGRAY_RTY_CNT)보다 같거나 작은지를 검사한다.(s414)

s414과정에서 라이트 리트라이 카운터 (write_retry_cnt)의 값이 그레이 코드의 손상에 의한 에러로 판단할 수 있는 리트라이 횟수 (IGNORE_FGRAY_RTY_CNT)보다 같거나 작다면, 라이트 리트라이를 수행하고(s416) s404과정으로 복귀한다.

라이트 리트라이 과정(s416)에서는 디스크가 1회전하여 목표 서보 섹터가 다시 돌아오는 동안 에러 치유를 위해 준비된 여러 가지 조치들을 하나씩 수행한다. 예를 들어, 프리앰블의 클럭 주파수, 증폭 이득 등을 조절한 후 그레이 코드를 다시 읽어낸다. S404과정에서는 FGRAY의 발생 여부를 다시 검사한다.

서보 정보는 하드디스크 드라이브의 제조 공정에서 서보 라이터 혹은 셀프 서보 라이트 방식에 의해 디스크 상에 기록된다. 또한, 서보 정보가 기록된 이후에는 서보 디펙트 검사 공정을 통하여 디펙트된 서보 섹터를 처리하게 된다. 따라서, 사용자 환경에서 FGRAY가 발생했다면 이는 하드디스크 드라이브의 출하 이후에 TA나 스크래치 등에 의해 그레이 코드가 손상된 것으로 간주될 수 있다.

라이트 리트라이 카운터의 값이 그레이 코드의 손상에 의한 에러로 판단할 수 있는 리트라이 횟수(IGNORE_FGRAY_RTY_CNT)보다 같거나 작은 지를 검사한다.(s414)

s414과정의 결과 라이트 리트라이 카운터의 값이 그레이 코드의 손상에 의한 에러로 판단할 수 있는 리트라이 횟수 (IGNORE_FGRAY_RTY_CNT)보다 크다면, TA 나 스크래치에 의한 에러로 판단한다.

TA나 스크래치에 의해 그레이 코드가 손상되면, 올바른 그레이 코드를 읽을 수 없기 때문에 라이트 리트라이를 반복하여도 계속해서 FGRAY가 발생된다. 따라서, 그레이 코드의 손상에 의한 에러로 판단할 수 있는 리트라이 횟수(IGNORE_FGRAY_RTY_CNT)만큼 라이트 리트라이 과정(s416)을 반복하여 수행하여도 FGRAY가 계속 발생한다면, TA나 스크래치에 의해 그레이 코드가 손상된 것으로 판단할 수 있다.

그러나, TA나 스크래치에 의해 목표 서보 섹터에서의 그레이 코드가 손상되어 있다고 판단하더라도, 목표 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에 무조건적으로 데이터를 기록해서는 안된다. 왜냐하면, TA나 스크래치에 의한 손상이 그레이 코드만의 손상에 국한될 정도로 작은 것이 아니라 서보 섹터의 뒤쪽에 연속되는 데이터 섹터까지 영향을 주는 정도로 큰 것이라면, 데이터 섹터에 데이터를 기록하더라도 기록된 데이터를 정상적으로 재생할 수 없기 때문이다.

따라서, TA나 스크래치에 의한 그레이 코드의 에러가 서보 섹터 내에만 영향을 줄 정도로 작은 것이라는 것을 확인한 후에야 데이터 섹터에 데이터를 기록하도록 하여야 한다.

S418과정에서는 그레이 코드에서 발생된 에러의 크기 즉, TA나 스크래치에 의한 손상의 크기를 판단하며, 이는 본 발명의 요약에 있어서의 에러 크기 판단 방법에 해당한다.

본 발명에서는 TA나 스크래치에 의한 손상의 크기를 확인하기 위하여 아래와 같은 방법을 사용한다.

1) 해당 서보 섹터에서 그레이 코드를 읽어낸다.

2) 서보 장치가 데이터를 기록하기 위해 추종하고 있는 목표 트랙 어드레스를 그레이 코드로 변환한다. 서보 장치는 목표 트랙 어드레스와 서보 섹터로부터 읽혀진 그레이 코드로부터 산출되는 트랙 어드레스를 비교함에 의해 목표 트랙을 제대로 추종하고 있는 지의 여부를 판단한다. 만일, 서보 장치가 목표 트랙을 제대로 추종하고 있고, 또한 서보 섹터내의 그레이 코드가 손상된 것이 아니라면 서보 섹터에서 읽어낸 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 변환하여 얻어지는 그레이 코드는 일치한다.

3) 서보 섹터에서 읽어낸 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 변환하여 얻어지는 그레이 코드의 각 비트들을 비교하여 서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)를 구한다. 만일, 서보 장치가 목표 트랙을 제대로 추종하고 있고, 또한 서보 섹터내의 그레이 코드가 손상된 것이 아니라면, 서보 섹터에서 읽어낸 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 변환하여 얻어지는 그레이 코드는 일치하며, 또한 서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)는 0이다. 그렇지만 서보 장치가 목표 트랙을 제대로 추종하고 있음에도 불구하고 서보 섹터내의 그레 이 코드가 TA나 스크래치에 의해 손상되어 있다면, 서보 섹터에서 읽어낸 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 변환하여 얻어지는 그레이 코드는 일치하지 않으며, 또한 서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)는 0이 아니다. 따라서, 서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)는 그레이 코드에서 발생된 에러의 크기를 나타낸다.

4) 서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)가 소정의 문턱값(GRAY_BIT_DIFF_THRE) 이하라면 손상의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 충분히 작은 것으로 판단하여 해당 서보 섹터의 뒤에 연속되는 데이터 섹터에의 기록을 허용한다.

S418과정은 서보 섹터의 그레이 코드에서 발생된 에러의 크기를 판단하는 것에 대하여 설명하고 있지만 이러한 개념은 대체적으로 고정된 값들을 가지는 섹터 정보들 모두에 대하여 적용할 수 있다.

그렇지만, TA나 스크래치가 서보 섹터에만 영향을 주는 정도로 작을 지라도, 단지 이 조건 만에 의해 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하기에는 여전히 위험성이 존재한다.

헤드가 서보 섹터들 사이에서 움직이는 동안 즉, 1서보 샘플 기간 동안에 진동, 외란 등에 의해 트랙을 횡단하는 방향으로 수개 트랙 정도 움직인 경우를 가정한다. 이 경우 FGRAY가 발생하면서 서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)도 매우 작게 된다. 즉, 이 경우 TA나 스크래치에 의해 서보 트랙에만 영향을 줄 수 있는 정도의 크기를 가지는 무시할 수 있는 에러인 것으로 판단될 수 있으며, 이러한 판단에 따라 뒤쪽의 데이터 섹터에 데이터를 기록하도록 허용하게 된다면, 인접트랙의 데이터를 지워버리게 된다.

따라서, 본 발명에서는 s420과정에서와 같이 다음과 같은 조건을 추가하여 헤드가 서보 섹터들 사이에서 진동, 외란 등에 움직이기 때문에 발생하는 바람직하지 않은 상황을 배제한다.

1) 서보 섹터로부터 읽어낸 그레이 코드를 트랙 어드레스로 환산하고, 이를 목표 트랙 어드레스와 비교한다.

2) 그레이 코드로부터 환산한 어드레스와 목표 트랙 어드레스의 차이(TRACK_DIFF_NO)가 소정의 문턱값 (TRAC_DIFF_THRE)보다 큰 지를 판단하고, 크다면 데이터 섹터에의 기록을 허용한다.

여기서, 소정의 문턱값 (TRAC_DIFF_THRE)은 진동 및 외란의 영향을 고려하여 설정되며, 헤드가 서보 섹터들 사이에서 움직일 수 있는 최대 한도의 트랙수를 나타낸다.

즉, 본 발명에서는 헤드가 서보 섹터들 사이에서 진동 및 외란의 영향에 의해 움직이면서 트랙을 추종하기 때문에 발생하는 상황을 배제하기 위해서, 그레이 코드로부터 환산된 트랙 어드레스와 목표 트랙 어드레스와의 차이가 헤드가 서보 섹터들 사이에서 움직일 수 있는 최대 한도의 트랙수보다 커야 한다는 조건을 사용한다.

S420과정에서 그레이 코드로부터 환산된 트랙 어드레스와 목표 트랙 어드레스와의 차이가 헤드가 서보 섹터들 사이에서 움직일 수 있는 최대 한도의 트랙수보다 크다면, 목표 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용한다.(s522)

만일, S420과정에서 그레이 코드로부터 환산된 트랙 어드레스와 목표 트랙 어드레스와의 차이가 헤드가 서보 섹터들 사이에서 움직일 수 있는 최대 한도의 트랙수보다 크지 않다면, 라이트 리트라이 과정(s416)을 수행하고, s404과정으로 복귀한다.

다시 말하면, 본 발명에 따른 기록 제어 방법은

1) FGRAY 가 수 회 이상 반복되고,

2) 디스크에서 읽혀진 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 환산하여 얻은 그레이 코드들 사이의 비트차이가 수개 이상이어야 하고, 또한

3) 디스크에서 읽혀진 그레이 코드로부터 환산된 트랙 어드레스와 목표 트랙 어드레스 사이의 트랙 차이가 헤드가 진동, 외란 등에 의해 서보 섹터들 사이에서 움직일 수 있는 최대 트랙수보다 큰 경우에만 데이터 섹터에의 기록을 허용하게 된다.

만일, s410과정에서 라이트 리트라이 카운터의 값이 최대 라이트 리트라이 횟수보다 크다면, 목표 데이터 섹터를 재할당하고 대체된 스페어 데이터 섹터에 데이터를 기록한다.(s412)

도 5를 참조하면, HDA(Head Disk Assembly; 10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나 이상의 디스크(12)를 포함하고 있다. HDA(10)는 디스크 표면에 인접되게 위치한 변환기(도면에 미도시)를 또한 포함하고 있다.

변환기는 각각의 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디 스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 변환기는 각 디스크 표면에 결합되어 있다. 비록 단일의 변환기로 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.

변환기는 헤드(16)에 통합되어 질 수 있다. 헤드(16)는 변환기와 디스크 표면사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 헤드(16)는 헤드 스택 어셈블리(HSA:22)에 결합되어 있다. 헤드 스택 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 표면을 가로질러 변환기를 이동시킬 것이다.

정보는 전형적으로 디스크(12)의 환상 트랙 내에 저장된다. 각 트랙(34)은 복수의 섹터들로 분할되며, 또한 각 섹터는 서보 영역과 데이터 영역을 구비한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 하드디스크 드라이브는 디스크(12), 변환기(16), 프리 앰프(210), 기록/판독 채널(220), 버퍼(230), 콘트롤러(240), 메모리(250) 및 호스트 인터페이스(260)를 구비한다.

위의 프리 앰프(210) 및 기록/판독 채널(220)을 포함하는 회로 구성을 기록/판독 회로라 칭하기로 한다.

메모리(250)에는 디스크 드라이브를 제어하는 소프트웨어 프로그램이 저장되어 있다. 이때 메모리(250)는 비휘발성 메모리인 플래쉬 메모리로 설계한다. 특히, 메모리(250)에는 목표 서보 섹터에서 그레이 코드에 의한 에러가 발생되었을 때, 에러의 크기를 판단하고, 에러의 크기에 따라 목표 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에의 기록 여부를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다.

데이터 읽기(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(260)를 통하여 호스트 기기로 전송한다.

다음으로 쓰기(Write) 모드에서, 디스크 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 변환기(16)를 통하여 디스크(12)에 기록시킨다.

콘트롤러(240)는 호스트 인터페이스(260)를 통하여 호스트 기기로부터 수신되는 명령을 분석하고 분석된 결과에 상응하는 제어를 실행한다. 호스트 기기로부 터 기록 명령이 입력되면 콘트롤러(240)는 서보 섹터에 기록된 서보 정보를 참조하여 트랙을 추종하면서 서보 섹터들 사이의 데이터 섹터들에 데이터를 기록한다.

본 발명에 따른 기록 제어 방법에 따른 기록 동작을 상세히 설명한다.

라이트 컴맨드가 발생되면, 콘트롤러(240)는 FGRAY의 발생 여부를 검사한다. 콘트롤러(240)는 헤드(16)를 통하여 목표 서보 섹터의 그레이 코드를 읽어내고, 이를 정상적인 추종 상태에서의 그레이 코드와 비교하여 FGRAY 발생 여부를 검사한다.

만일, FGRAY라면, 콘트롤러(240)는 그레이 코드의 손상에 의한 에러로 판단할 수 있는 리트라이 횟수(IGNORE_FGRAY_RTY_CNT)만큼 라이트 리트라이를 수행한다.

리트라이 횟수(IGNORE_FGRAY_RTY_CNT)만큼 라이트 리트라이를 수행하여도 FGRAY가 치유되지 않는다면, FGRAY가 TA나 스크래치에 의해 발생된 것으로 판단하고, 발생된 에러의 크기를 판단한다.

구체적으로, 콘트롤러(240)는 목표 서보 섹터에서 그레이 코드를 읽어내고, 목표 트랙 어드레스에 해당하는 그레이 코드와 비교하여 서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)를 계수한다.

서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)가 소정의 문턱값(GRAY_BIT_DIFF_THRE) 이하라면, 콘트롤러(240)는 손상의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 충분히 작은 것으로 판단하여 해당 서보 섹터의 뒤에 연속되는 데이터 섹터에의 기록을 허용한다. 그렇지 않다면, 콘트롤러(240)는 목표 서보 섹터에 연 속된 데이터 섹터들을 디펙트 처리하고, 대체 데이터 섹터에 데이터를 기록하게 한다.

또한, 서로 값이 다른 비트들의 개수 (GRAY_BIT_DIFF_CNT)가 소정의 문턱값(GRAY_BIT_DIFF_THRE) 이하라면, 콘트롤러(240)는 그레이 코드로부터 환산된 트랙 어드레스와 목표 트랙 어드레스와의 차이가 헤드가 서보 섹터들 사이에서 움직일 수 있는 최대 한도의 트랙수보다 큰 지를 판단한다. 그레이 코드로부터 환산된 트랙 어드레스와 목표 트랙 어드레스와의 차이가 헤드가 서보 섹터들 사이에서 움직일 수 있는 최대 한도의 트랙수보다 크다면, 콘트롤러(240)는 비로서 목표 서보 섹터에 연속하는 데이터 섹터에의 기록을 허용한다.

본 발명에 따른 하드디스크 드라이브는 FGRAY가 수 회 이상 반복되고, 디스크에서 읽혀진 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 환산하여 얻은 그레이 코드들 사이의 비트차이가 수개 이상이고, 또한 디스크에서 읽혀진 그레이 코드로부터 환산된 트랙 어드레스와 목표 트랙 어드레스 사이의 트랙 차이가 헤드가 진동, 외란 등에 의해 서보 섹터들 사이에서 움직일 수 있는 최대 트랙수보다 큰 경우에만 데이터 섹터에의 기록을 허용하게 된다.

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, 플래쉬 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.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 에러 크기 판단 방법은 서보 섹터에서 TA나 스크래치에 의한 에러가 발생했을 경우 에러의 크기 및 영향을 판단할 수 있게 하는 효과를 가진다.

본 발명에 따른 기록 제어 방법은 서보 섹터에서 발생된 에러가 서보 섹터에만 영향을 줄 정도로 작을 경우에는 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에 데이터를 기록하는 것을 허용하도록 함으로써 하드디스크 드라이브의 기록 용량을 보전할 수 있게 하는 효과를 가진다.

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.

Claims

하드디스크 드라이브의 서보 섹터에서 발생된 에러의 크기를 판단하는 방법에 있어서,

에러가 발생된 서보 섹터에서 서보 정보를 읽어내는 과정; 및

읽어낸 서보 정보와 정상적인 서보 정보를 비교하여 서로 다른 비트들의 개수를 계수하여, 상기 서로 다른 비트들의 개수에 의해 에러 크기를 판단하는 과정을 포함하는 하드디스크 드라이브의 에러 크기 판단 방법.
제1항에 있어서,

상기 서보 정보는 트랙 어드레스를 나타내는 그레이 코드인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 에러 크기 판단 방법.
하드디스크 드라이브의 트랙 어드레스를 나타내는 그레이 코드에서 발생된 에러의 크기를 판단하는 방법에 있어서,

추종하고 있는 트랙에 있는 서보 섹터의 그레이 코드를 읽어내는 과정;

목표 트랙 어드레스를 그레이 코드로 변환하는 과정; 및

서보 섹터에서 읽어낸 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 변환하여 얻어지는 그레이 코드의 각 비트들을 비교하여 서로 값이 다른 비트들의 개수를 구하여 상기 서로 다른 비트들의 개수에 의해 에러 크기를 판단하는 과정을 포함하는 그레 이 코드의 에러 크기 판단 방법
목표 서보 섹터에서 그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 발생된 에러의 크기를 판단하는 과정;

에러의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 정도로 작다면, 목표 서보 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하는 과정;

에러의 크기가 서보 섹터 뿐만 아니라 데이터 섹터에도 영향을 주는 정도로 크다면, 목표 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하지 않는 과정을 포함하는 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법.
제4항에 있어서,

그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 에러를 치유하기 위한 리트라이 동작을 반복 수행하는 과정; 및

리트라이 횟수가 Thermal Asperity나 스크래치에 의한 에러인 것으로 판단할 수 있는 횟수를 넘어도 에러가 치유되지 않는다면, Thermal Asperity나 스크래치에 의한 에러인 것으로 판단하여 상기 에러 크기 판단을 수행하게 하는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법.
제4항에 있어서,

서보 섹터로부터 읽어낸 그레이 코드를 트랙 어드레스로 환산하고, 이를 목 표 트랙 어드레스와 비교하는 과정; 및

그레이 코드로부터 환산한 어드레스와 목표 트랙 어드레스의 차이가 소정의 문턱값보다 크다면 데이터 섹터에의 기록을 허용하는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법.
제6항에 있어서,

상기 문턱값은 헤드가 하드디스크 드라이브에 인가되는 진동 및 외란 등에 의해 서보 섹터들 사이에서 트랙을 횡절하는 방향으로 움직일 수 있는 최대 트랙수인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 기록 제어 방법.
소정의 정보를 저장하는 디스크;

상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;

상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 헤드;

상기 헤드를 상기 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 보이스 코일 모터를 구동하는 VCM 드라이버 ; 및

상기 VCM 드라이버를 제어하여 상기 헤드를 통하여 데이터를 목표 서보 섹터에 기록하도록 제어하는 콘트롤러를 포함하며,

상기 콘트롤러는 목표 서보 섹터에서 그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 발생된 에러의 크기를 판단하고, 에러의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 정도로 작다면 목표 서보 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하고, 그리 고 에러의 크기가 서보 섹터 뿐만 아니라 데이터 섹터에도 영향을 주는 정도로 크다면 목표 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하지 않도록 기록 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
제8항에 있어서,

상기 콘트롤러는 에러의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 정도로 작다면, 서보 섹터로부터 읽어낸 그레이 코드를 트랙 어드레스로 환산하고, 이를 목표 트랙 어드레스와 비교하며, 그레이 코드로부터 환산한 어드레스와 목표 트랙 어드레스의 차이가 소정의 문턱값보다 크다면 데이터 섹터에의 기록을 허용하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
하드디스크 드라이브의 트랙 어드레스를 나타내는 그레이 코드에서 발생된 에러의 크기를 판단하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽어 들일 수 있는 기록 매체에 있어서,

추종하고 있는 트랙에 있는 서보 섹터의 그레이 코드를 읽어내는 과정;

목표 트랙 어드레스를 그레이 코드로 변환하는 과정; 및

서보 섹터에서 읽어낸 그레이 코드와 목표 트랙 어드레스를 변환하여 얻어지는 그레이 코드의 각 비트들을 비교하여 서로 값이 다른 비트들의 개수를 구하여 상기 서로 다른 비트들의 개수에 의해 에러 크기를 판단하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체.
하드디스크 드라이브의 목표 서보 섹터에 연속된 데이터 섹터에 데이터를 기록하는 것을 제어하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽어 들일 수 있는 기록 매체에 있어서,

목표 서보 섹터에서 그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 발생된 에러의 크기를 판단하는 과정;

에러의 크기가 서보 섹터에만 영향을 주는 정도로 작다면, 목표 서보 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하는 과정;

에러의 크기가 서보 섹터 뿐만 아니라 데이터 섹터에도 영향을 주는 정도로 크다면, 목표 섹터에 연속되는 데이터 섹터에의 데이터 기록을 허용하지 않는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제11항에 있어서,

그레이 코드에 의한 에러가 발생하면, 에러를 치유하기 위한 리트라이 동작을 반복 수행하는 과정; 및

리트라이 횟수가 Thermal Asperity나 스크래치에 의한 에러인 것으로 판단할 수 있는 횟수를 넘어도 에러가 치유되지 않는다면, Thermal Asperity나 스크래치에 의한 에러인 것으로 판단하여 상기 에러 크기 판단을 수행하게 하는 과정을 더 구비하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제11항에 있어서,

서보 섹터로부터 읽어낸 그레이 코드를 트랙 어드레스로 환산하고, 이를 목표 트랙 어드레스와 비교하는 과정; 및

그레이 코드로부터 환산한 어드레스와 목표 트랙 어드레스의 차이가 소정의 문턱값보다 크다면 데이터 섹터에의 기록을 허용하는 과정을 더 구비하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록 매체.