KR100712510B1 - 하드디스크 드라이브의 기록강도 제어 방법 및 이에 적합한프로그램을 기록한 기록 매체 - Google Patents

하드디스크 드라이브의 기록강도 제어 방법 및 이에 적합한프로그램을 기록한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로서 특히, 헤드의 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어함으로써 기록 성능을 개선하는 방법, 그리고 이에 적합한 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 기록 강도 제어 방법은 기록 동작을 개시하기 전에 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정; 및 산출된 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기록 강도 제어 방법은 헤드의 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어함에 의해 weak writing, 비정상적인 신호의 기록 등을 방지하여 최적의 기록을 수행할 수 있다는 효과를 가진다.

Description

하드디스크 드라이브의 기록강도 제어 방법 및 이에 적합한 프로그램을 기록한 기록 매체{Write strength control method of hard disc drive and recording medium adapted the same}
도 1은 일반적인 하드디스크 드라이브 시스템의 구조를 보이는 것이다.
도 2는 일반적인 자기 헤드의 구조를 도시한 것이다,
도 3은 TPTP에 의한 영향을 도식적으로 보이기 위한 것이다.
도 4는 기록 동작에 있어서의 헤드와 디스크와의 부딪침에 의한 영향을 보이는 파형도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 있어서 헤드 비행 높이를 측정하는 방법을 보이는 흐름도들이다.
도 7은 본 발명에 따른 기록 강도 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
도 8은 기록 동작에 있어서 기록 코일에 인가되는 전류의 파형을 보이는 파형도이다.
도 9a 내지 도 9c는 기록 강도를 변화시키는 예를 보이는 것이다.
도 10은 측정 영역이 데이터 영역일 경우에 자동이득 제어 회로의 이득 DAGC, 대기압, 그리고 기록 강도의 관계를 보이는 그래프이다.
도 11은 측정 영역이 서보 영역일 경우에 자동이득 제어 회로의 이득 SAGC, 대기압, 그리고 기록 강도의 관계를 보이는 그래프이다.
도 12는 측정 영역이 데이터 영역일 경우에 재생 신호에 대한 에러율(BER), 대기압, 그리고 기록 강도의 관계를 보이는 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 기록 강도 제어 방법을 수행하는 하드디스크 드라이브의 전기적 회로 구성을 보이는 블록도이다.
본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로서 특히, 헤드의 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어함으로써 기록 성능을 개선하는 방법, 그리고 이에 적합한 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 관한 것이다.
데이터 저장 장치의 하나인 하드디스크 드라이브는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록한다..
도 1은 일반적인 하드디스크 드라이브 시스템의 구조를 보이는 것이다. 도 1을 참조하면, 하드디스크(20)는 하드디스크 드라이브(10) 내의 베이스(11) 상에 회전 가능하게 설치된다. 하드디스크 드라이브(10)에는, 하드디스크(20) 면의 자기 영역(magnetic field)을 자화 또는 감지하는 것에 의해 정보를 쓰거나 읽도록, 회전하는 하드디스크(20)의 기록/재생면에 짝 지워지는 적어도 하나 이상의 자기 헤드(magnetic head, 50)가 구비되어 있다.
상기 자기 헤드(50)는 하드디스크 드라이브(10) 내의 베이스(11) 상에 회동 가능하게 설치된 자기 헤드 조립체(30)의 끝쪽에 설치되어, 자기 헤드 조립체(30)의 회동에 따라 회전하는 하드디스크 상의 목표 위치로 이송된다.
상기 자기 헤드 조립체(30)는, 하드디스크(20)에 정보를 기록하고 그에 기록되어 있는 정보를 읽을 수 있는 자기 헤드가 그 선단 쪽에 마련된 자기 헤드 슬라이더(50)와, 회동축(34)에 회전 가능하게 결합되는 액츄에이터 암(32)과, 이 액츄에이터 암(32)에 결합되어 있으며 상기 자기 헤드 슬라이더(50)가 설치되는 서스펜션(31)을 포함한다.
자기 헤드 슬라이더(50)는 서스펜션(31)에 의해 하드디스크(20) 쪽으로 바이어스되어 있으며, 하드디스크(20)가 회전하기 시작하면, 하드디스크(20)의 회전에 의해 발생되는 공기동압에 의해, 하드디스크에 대하여 부상한 채로 비행(flying)하게 된다. 자기 헤드 슬라이더(50)가 부상한 채로 비행할 때, 자기 헤드 슬라이더(50)에 마련된 자기 헤드와 하드디스크(20)의 표면 사이의 간격(gap)을 비행 높이(FH:Flying Height)라 한다.
도 2는 일반적인 자기 헤드의 구조를 도시한 것이다, 도 2를 참조하면, 자기 헤드(70)는 재생을 위한 자기저항헤드(74)와, 기록을 위한 유도기록헤드를 포함하고 있다. 자기저항헤드(74)는 하드디스크(20)에 기록된 자기신호를 감지하여 읽어들이는 역할을 한다. 유도기록헤드는 하드디스크(20)의 자성층을 자화시키기 위한 누설 자속을 형성하기 위하여 일정한 간격으로 분리되어 있는 탑 폴(top pole:71) 및 바텀 폴(bottom pole:72) 그리고 전류가 공급됨에 따라 자계가 발생되는 기록용 코일(53)을 구비하여, 원하는 신호를 하드디스크(20)에 기록하는 역할을 한다.
최근의 하드디스크(20)는 용량을 증가시키기 위하여 TPI(Track per Inch)를 증가시키고, 비행 높이를 낮추며, 그리고 기록 주파수(write frequency)를 높이는 방향으로 나아가고 있다.
하드디스크(20)의 트랙 폭을 줄이려면, 거기에 자기신호를 기록하는 유도 기록 헤드의 폭도 트랙폭의 감소에 맞춰서 줄여주어야 하며, 좁아진 트랙에 적힌 자기 신호를 읽어내기 위해서 헤드(70)의 비행 높이(FH)도 낮출 필요가 있다.
헤드(70)의 비행 높이는 허용할 수 있는 한계 내에서 될수록 낮은 것이 바람직하다. 헤드(70)의 비행 높이는 하드디스크 드라이브(10)의 설계 단계에서 스핀들 모터의 회전수, 디스크 재질, 헤드 조립체의 기구적 특성 등을 고려하여 최적의 값으로 결정된다.
그렇지만 헤드(70)의 비행 높이는 하드디스크 드라이브(10)의 동작 온도, 공기압, 공기중의 수분 함유량, 하드디스크 드라이브(10)의 구동 전압 등에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 하드디스크 드라이브(10) 내의 공기압은 헤드(70)를 부상시키기 위해 필요한 공기동압에 영향을 주는 데, 그것의 크기는 하드디스크 드라이브(10)가 놓여진 환경에 따라 달라진다.
따라서, 이러한 변수들을 고려하여 헤드(70)의 비행 높이를 최적으로 제어하는 것이 필요하게 된다.
헤드(70)의 비행 높이(FH)가 낮아질수록 HDI(Head-Disc Interface)의 여유(margin)가 줄어든다. 특히, 비행 높이가 높은 경우 weak write가 발생할 수 있고, 반대로 비행 높이가 낮은 경우 헤드가 디스크에 부딪치게 된다.
도 3은 TPTP에 의한 영향을 도식적으로 보이기 위한 것이다. 도 3의 (a)에 도시된 것은 재생 동작을 수행할 때의 상태를 보이는 것이고, 도 3의 (b)에 도시된 것은 기록 동작을 수행할 때의 상태를 보이는 것이다. 도 3의 (b)를 참조하면, 기록 동작을 수행할 때 도 3의 (a)에 도시된 바의 재생 동작을 수행할 때에 비해 기록 폴(71, 72)이 돌출 되어져 있는 것(FH>FH )을 알 수 있다. 이러한 기록 폴(71, 72)의 돌출은 비금속체로 구성되는 헤드 슬라이더(50)와 금속으로 구성되는 헤드(70) 사이의 열팽창 계수의 차이에 의해 발생한다. 이러한 TPTP의 양은 I2R에 비례한다. 여기서 i는 기록 전류를 나타내고, R은 기록 코일의 저항을 나타낸다. 다시 말해서, TPTP는 기록 코일에 흐르는 전류에 의해 발생되는 불가피한 현상이다.
TPTP는 HDI에 영향을 준다. TPTP로 인하여 기록 폴이 돌출되면 헤드와 디스크 사이의 간격이 좁아진다. 헤드의 비행 높이가 일정하더라도 헤드와 디스크 사이의 실질적 간격이 좁아진다. 이에 따라 HDI의 여유(margin)가 줄어든다.
도 4는 기록 동작에 있어서의 헤드와 디스크와의 부딪침에 의한 영향을 보이는 파형도이다. 도 4에 있어서 좌측의 A 구간은 헤드와 디스크가 부딪치지 않은 상태에서 기록된 구간이며, 우측의 B구간은 헤드와 디스크가 주기적으로 부딪치는 상태에서 기록된 구간이다. B 구간에 있어서 재생 신호의 파형이 주기적인 파동을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 이는 B구간의 기록에 있어서 헤드와 디스크가 부딪쳤다가 떨어지는 것을 주기적으로 반복함에 의한 결과이다. 이러한 현상을 변조 현상이라 하며 주변 고도가 높을 수록 더욱 심해지는 것이 관찰되고 있다. 이는 주변 고도가 높을 수록 대기 압력이 낮아지고, 대기 압력이 낮을 수록 헤드의 비행 높이는 낮아지며, 이에 따라 TPTP에 의한 영향이 심해지기 때문이다. 이에 따라 헤드의 비행 높이에 따라 TPTP에 영향을 주는 기록 강도를 제어하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
본 발명은 하드디스크 드라이브에 있어서 헤드의 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 기록 강도 제어 방법은
기록 동작을 개시하기 전에 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정; 및
산출된 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 기록 강도는 WC(Write Current), OSC(OverShoot Current), OSD(OverShoot Duration)들 중의 적어도 하나인 것이 바람직하다.
또한, 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정은
하드디스크 드라이브의 동작 조건들을 일정하게 유지한 상태에서 규정된 회전 속도로 디스크를 회전시키면서 디스크의 측정 영역에서 읽혀지는 재생 신호의 크기를 측정하여 재생 신호의 기준값 AGC0을 설정하고, 재생 신호의 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 측정하는 과정;
디스크를 규정된 회전 속도로 회전시키면서 디스크의 측정 영역으로부터 읽혀지는 재생 신호의 크기를 측정하는 과정; 및
측정된 재생 신호의 크기, 상기 재생 신호의 기준값 AGC0, 그리고 상기 재생 신호의 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 참조하여 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기준값 AGC0 및 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 측정하는 과정은 번인 테스트 공정에서 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 측정 영역은 디스크 상에서 서보 신호가 기록되는 서보 영역 혹은 일정한 패턴의 데이터가 기록된 데이터 영역인 것이 바람직하다.
또한, 상기 측정 영역은 재기록되지 않도록 보호되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기준값 AGC0 및 측정된 재생 신호의 크기는 측정 영역에서 얻어지는 복수의 샘플들의 평균값인 것이 바람직하다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 기록 매체는
하드디스크 드라이브의 기록 동작을 개시하기 전에 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정; 및
산출된 비행 높이에 따라 상기 하드디스크 드라이브의 기록 강도를 제어하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들에 도시되는 본 발명의 예시적 인 실시예들을 구체적으로 설명함에 의해 명백해질 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이며, 여기서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 설명을 간략하게 하기 위하여 본 발명에 있어서 신규하지 않거나 당업자에게 잘 알려진 것은 생략하기로 한다.
헤드의 비행 높이를 측정하는 방법은 일본 공개 특허 2003-7017, 한국 공개 특허 2001-78765, 미합중국 특허공개 5,377,058 등에 개시되고 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 있어서 헤드 비행 높이를 측정하는 방법을 보이는 흐름도들이다. 도 5은 하드디스크 드라이브의 제조 공정들 중의 하나인 번인 테스트 공정에서 헤드 비행 높이 측정을 위한 재생 신호의 기준값 AGC0을 설정하고 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 측정하는 과정을 보이는 흐름도이며, 도 6은 사용자 환경에서 헤드 비행 높이를 측정하는 과정들을 보이는 흐름도이다. 또한, 도 5 및 도 6은 측정 영역으로서 메인티넌스 영역의 데이터 영역을 이용하는 예를 보이는 것이다.
도 5를 참조하면, 먼저 번인 테스트 공정에서 디스크의 메인터넌스 영역의 일부에 똑 같은 패턴을 가지는 데이터를 기록한다.(s602) 잘 알려져 있는 바와 같이 메인터넌스 영역은 사용자에 의해서는 액세스되지 않고 하드디스크 드라이브에 의해서만 액세스되는 영역으로서 하드디스크 드라이브의 동작을 위해서 유지하여야 할 정보들이 기록되는 영역이다. 도 5에 도시되는 실시예에서 측정 영역으로서 메인터넌스 영역의 일부를 사용하는 이유는 측정 영역은 재기록되어서는 안 되는 영 역이기 때문이다.
그렇지만 본 발명에 있어서 측정 영역이 메인터넌스 영역일 필요는 없다. 다만 헤드의 비행 높이 측정을 위해 사용되는 영역은 반드시 재기록이 금지될 필요가 있다.
도 5에 도시된 실시예에 의하면 똑 같은 패턴을 가지는 데이터를 데이터 영역에 기록하는 예가 도시되고 있지만 반드시 데이터 영역일 필요는 없다. 하드디스크 드라이브에 있어서 트랙은 서로 번갈아가면서 배치되는 서보 영역과 데이터 영역들을 포함한다. 여기서 서보 영역은 서보 정보가 기록되는 영역이며, 서보 정보 중에는 서보 동기 신호와 같이 디스크의 전체 영역에 걸쳐서 동일한 패턴을 가지는 정보가 있다. 따라서, 본 발명에 있어서 측정 영역으로서 서보 영역을 이용하는 것도 가능하다.
S502과정에서 기록된 데이터들을 읽어들이고, 자동 이득 제어 회로의 이득의 평균치 AGC0를 산출하여 기준값 AGC0로 설정한다.(s504) 하드디스크 드라이브에 있어서 재생 신호의 크기는 자동 이득 제어 회로의 이득으로 나타내어 질 수 있다. 자동 이득 제어 회로는 헤드에 의해 읽혀진 재생 신호 크기에 따라 증폭 이득을 제어함에 의해 일정한 크기를 가지는 재생 신호가 출력되게 하는 회로이다. 즉, 자동 이득 제어 회로의 이득은 헤드에 의해 읽혀지는 재생 신호의 크기와 반비례하는 관계를 가진다.
측정 영역을 읽어냄에 있어서 얻어진 자동이득제어회로의 이득의 평균치는 헤드 비행 높이를 산출하기 위한 기준값 AGC0이 된다. 번인 테스트 공정은 균일한 기압 및 온도가 유지되는 챔버 내에서 수행된다. 따라서, 번인 테스트 공정에서의 헤드 비행 높이는 실질적으로 일정하며 따라서 헤드 비행 높이를 산출하기 위한 기준값 AGC0으로 사용할 수 있다.
이에 따라 사용자 환경에서의 헤드의 비행 높이는 자동이득제어회로의 이득을 기준값 AGC0과 비교함에 의해 나타내어질 수 있다.
자동이득 제어회로의 이득의 평균치를 기준값 AGC0으로서 메인터넌스 영역에 기록한다.(s506) 이 기준값 AGC0는 사용자 환경에서 헤드의 비행 높이를 판정하기 위한 기준이 된다.
도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 바와 같은 방법에 의해 얻어진 기준값 AGC0을 사용하여 사용자 환경에서 헤드의 비행 높이를 측정하는 방법이 개시된다.
먼저, 하드디스크 드라이브에 전원이 인가되면 메인터넌스 영역로부터 헤드 비행 높이 판정을 위한 기준값 AGC0을 읽어낸다.(s602) 이 기준값 AGC0은 도 6에 도시되고 설명된 바와 같이 측정 영역에 기록된 일정한 패턴의 데이터를 읽어냄에 의해 산출된 자동이득제어회로의 이득의 평균값이다.
측정 영역에 기록된 데이터들을 읽어내어 자동이득 제어회로의 이득의 평균값 AGC을 얻는다.(s604)
기준값 AGC0, 기준값 AGC0에 상응하는 헤드의 비행 높이 FH, 그리고 사용자 환경에서의 측정값 AGC를 참조하여 사용자 환경에서의 헤드의 비행 높이를 산출한다.(s606)
측정 영역에 기록된 데이터들이 동일한 기록 강도 및 동일한 기록 주파수를 갖고 기록된 것이라면, 사용자 환경에서 측정 영역을 읽어냄에 의해 얻어지는 자동이득제어회로의 이득은 단지 헤드의 비행 높이에만 관련된다라고 간주될 수 있다.
더욱이 될수록 많은 수의 데이터 샘플들이 고려된다면, 헤드의 비행 높이를 산출하는 것에 있어서의 신뢰성은 더욱더 높아질 수 있다. 실험에 의하면 1,000개의 데이터 샘플들을 사용할 경우 95% 이상의 신뢰도를 보장할 수 있다고 관찰되고 있다.
본 발명의 기록 강도 제어 방법은 헤드의 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어하는 것을 특징으로 한다. 즉, 기록 동작을 개시하기 전에 헤드의 비행 높이를 측정하고, 측정된 비행 높이와 기준의 비행 높이와의 차이값에 따라 기록 강도를 제어한다. 기록 강도를 제어하는 것은 기록 전류 WC, 오버슈트전류 OSC, 그리고 오버슈트기간 OSD들의 값을 제어하는 것에 의해 달성된다.
도 7은 본 발명에 따른 기록 강도 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, 기록 동작이 개시되기 전에 헤드의 비행 높이를 산출한다. 사용자 환경에서의 헤드의 비행 높이는 하드디스크 드라이브의 동작 온도, 공기압, 공기중의 수분 함유량, 하드디스크 드라이브의 구동 전압 등에 따라서 달라질 수 있다. 헤드의 비행 높이를 측정하기 위해 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명에 따른 헤드 비행 높이 측정 방법이 적용될 수 있다.
메인터넌스 영역에 기록된 기준값 AGC을 읽어낸다.(s702) 이 기준값 AGC는 도 5에 도시된 과정들을 통해 메인터넌스 영역에 기록된 것이다.
측정 영역을 읽어냄에 의해 자동이득 제어회로의 이득의 평균값 AGC를 얻는 다. (s704) 기준값 AGC0와 측정된 값 AGC과의 차이 dAGC를 산출한다.(s704)
차이값 dAGC이 소정의 검출 한계 X내에 있는 지 그리고 dAGC의 부호가 어떠한 것인지를 판단한다.(s706)
만일, s706과정에서 dAGC이 소정의 검출 한계 X 내에 있다면 기록 강도를 제어하지 않는다.(s708)
만일, dAGC이 소정의 검출 한계 X내에 있지 않고 dAGC의 부호가 양(+)이라면, 기록 강도를 증가시킨다.(s710)
자동 이득 제어 회로의 이득은 헤드로부터 읽혀진 재생 신호의 크기에 반비례한다. dAGC의 부호가 양(+)이라는 것은 사용자 환경에서의 측정한 AGC가 번인 테스트 환경에서 측정한 AGC0보다 크다는 것을 의미한다. 이는 사용자 환경에서의 재생 신호의 크기가 번인 테스트 환경에서 측정한 재생 신호의 크기보다 작다는 것을 의미하며 또한 사용자 환경에서의 헤드의 비행 높이가 번인 테스트 환경에서의 헤드의 비행 높이보다 높다는 것을 의미한다. 따라서, 기록 강도를 번인 테스트 환경에서 최적화된 것보다 증가시켜야 한다.
만일, dAGC이 소정의 검출 한계 X내에 있지 않고 dAGC의 부호가 음(-)이라면, 기록 강도를 감소시킨다.(s712)
기록 강도는 번인 테스트 과정에서 기준값 AGC0이 설정된다. 사용자 환경에서는 하드디스크 드라이브의 동작 환경 특히 헤드의 비행 높이를 고려하여 기록 강도를 최적화시킨다.
도 8은 기록 동작에 있어서 기록 코일에 인가되는 전류의 파형을 보이는 파형 도이다. 도 8에 도시된 바에 있어서, 기록 자계를 발생시키기 위한 기록 전류WC 이외에도 데이터의 값이 바뀌는 곳에서 오버슈트 성분이 포함되어 있는 것을 알 수 있다. 오버슈트 성분을 제공하기 위한 전류를 OSC (Over Shoot Current)라 하고, 오버슈트 전류 OSC가 유지되는 구간을 OSD라 한다.
기록 전류 WC는 자계의 세기를 보자력 근처에 유지시키는 역할을 하며, 오버슈트전류 OSC는 기록을 위한 자계의 방향이 전환되는 위치에서 자계의 세기를 보자력 이상으로 끌어올리는 역할을 하게 된다. 따라서, 기록 동작에 있어서 TPTP의 크기에 영향을 주는 것은 기록 전류 WC, 오버슈트전류 OSC, 그리고 오버슈트기간 OSD가 된다.
도 9a 내지 도 9c는 기록 강도를 변화시키는 예를 보이는 것이다. 도 9a는 OSC를 변화시키는 예를 보이는 것이고, 도 9b는 OSD를 변화시키는 예를 보이는 것이며, 그리고 도 9c는 WC를 변화시키는 예를 보이는 것이다.
도 10은 측정 영역이 데이터 영역일 경우에 자동이득 제어 회로의 이득 DAGC(Data AGC), 고도, 그리고 기록 강도의 관계를 보이는 그래프이다. 여기서, 기록 강도는 OSD에 의해 변화한다.
도 10에 있어서, 종축은 DAGC를 나타내고, 횡축은 고도를 나타낸다. 도 9의 종축에 있어서 수치가 높아질수록 자동이득제어회로의 이득이 높아지는 것 즉, 재생 신호의 크기가 작아지는 것을 의미한다.
도 10에 도시된 바에 있어서 재생 신호의 그래프를 참조하면 고도가 높아질수록 신호의 크기는 점차적으로 증가하는 것을 알 수 있으며, 고도가 11[kft]인 곳 을 기점으로 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. 고도가 11[kft]인 곳에서 재생 신호의 크기가 급격히 감소하는 것은 헤드와 디스크가 부딪치기 때문이다. 도 10을 참조하면, 고도가 높아질수록 헤드의 비행 높이가 낮아지며, 어떤 한계값 이상으로 고도가 높아지면 헤드와 디스크가 부딪치게 되는 것을 알 수 있다.
도 10에 도시된 바에 있어서 기록 강도들이 각각 2.08 및 9.18인 그래프들을 참조하면, 기록 강도가 2.08인 경우에는 고도가 11[kft]인 곳에서 헤드와 디스크가 부딪치게 되며, 기록 강도가 9.18인 경우에는 고도가 10 kft인 곳에서 헤드와 디스크가 부딪치게 되는 것을 알 수 있다. 이는 고도에 따라 기록 강도가 제어되어야 함을 나타낸다.
도 11은 측정 영역이 서보 영역일 경우에 자동이득 제어 회로의 이득 SAGC(Servo AGC), 고도, 그리고 기록 강도의 관계를 보이는 그래프이다. 도 11에 있어서, 종축은 SAGC를 나타내고, 횡축은 고도를 나타낸다. 도 11을 참조하면, 고도에 따라 기록 강도를 제어함에 의해 헤드와 디스크가 부딪치는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
도 12는 측정 영역이 데이터 영역일 경우에 재생 신호에 대한 에러율(BER), 대기압, 그리고 기록 강도의 관계를 보이는 그래프이다. 도 12에 있어서, 종축은 BER을 나타내고, 횡축은 고도를 나타낸다. 도 12를 참조하면, 고도에 따라 기록 강도를 제어함에 의해 최적의 기록을 수행할 수 있음을 알 수 있다.
도 12에 있어서 원으로 도시된 영역은 도 4에 도시된 바와 같이 변조 현상이 나타나는 영역을 나타낸다.
도 10 내지 도 12에 있어서 대각선 점선으로 표시되는 것은 고도에 따라 적정한 기록 강도를 나타내는 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 기록 강도 제어 방법을 수행하는 하드디스크 드라이브의 전기적 회로 구성을 보이는 블록도이다. 도 13에 장치(1300)는 리드/라이트(R/W) 채널 회로(1344) 및 프리-앰프 회로(1346)에 의하여 헤드 (70)에 결합된 컨트롤러(1342)를 포함하고 있다. 컨트롤러(1342)는 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor), 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 등이 된다. 컨트롤러(1342)는 디스크(20)로부터 읽거나 또는 디스크(20)에 정보를 기록하기 위하여 읽기/쓰기 채널(1344)로 제어신호를 공급한다. 정보는 전형적으로 R/W 채널(1344)로부터 호스트 인터페이스 회로(1347)로 전송된다. 호스트 인터페이스 회로(1347)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위하여 디스크 드라이브를 허용하는 버퍼 메모리 및 제어 회로를 포함하고 있다.
컨트롤러(1342)는 보이스 코일(1326)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동 회로(1348)에 또한 결합되어 있다. 컨트롤러(1342)는 VCM의 여기 및 헤드(70)의 움직임을 제어하기 위하여 구동 회로(1348)로 제어신호를 공급한다.
R/W 채널 회로(1344)는 재생 모드에서는 헤드 (70)로부터 읽혀져 프리 앰프 회로(1346)에서 증폭된 아날로그 신호를 호스트 컴퓨터(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 변조시켜 호스트 인터페이스 회로(1347)로 출력하고, 호스트 컴퓨터로부터 사용자 데이터를 호스트 인터페이스 회로(1347)를 통하여 수신하여 디스크에 기록할 수 있도록 기록 전류로 변환시켜 프리 앰프 회로(1346)로 출력 시키도록 신호처리를 실행한다.
컨트롤러(1342)는 읽기 전용 메모리(ROM : Read Only Memory) 또는 플래쉬 메모리와 같은 비휘발성 메모리(1350) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM : Random Access Memory) 소자(1352)에 결합되어 있다. 메모리 소자(1350, 1352)는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 컨트롤러(1342)에 의하여 사용되어지는 명령어 및 데이터를 포함하고 있다. 소프트웨어 루틴의 하나로서 한 트랙에서 다른 트랙으로 헤드(70)를 이동시키는 시크 루틴이 있다. 시크 루틴은 헤드(70)를 정확한 트랙으로 이동시키는 것을 보증하기 위한 서버 제어 루틴을 포함하고 있다.
또한, 메모리 소자(1350, 1352)에는 도 6 내지 8에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 기록 강도 제어 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된다.
하드디스크 드라이브(10)가 번인 테스트 환경에 있을 때, 컨트롤러(1342)는 헤드 비행 높이를 측정하기 위한 영역에 동일한 패턴의 데이터를 기록하고, 이 영역을 읽어내도록 헤드(70)를 제어한다.
또한, 컨트롤러(1342)는 동일한 패턴의 데이터를 헤드 비행 높이를 측정하기 위한 영역에 기록한 후에, 측정 영역에 기록된 데이터를 읽어내고, 자동이득제어회로의 이득의 평균값 AGC0을 산출하고, 이를 메인터넌스 영역에 기록한다.
사용자 환경에서 하드디스크 드라이브에 전원이 인가되면, 컨트롤러(1342)는 측정 영역에 기록된 데이터들을 읽어들이면서 자동이득 제어회로의 이득의 평균값을 산출한다. 산출된 평균값 AGC과 메인터넌스 영역에 기록된 AGC와의 차이값을 얻는다. 컨트롤러(1342)는 산출된 dAGC가 소정의 범위 X를 넘는 지를 판단하고, 넘을 경우 기록 강도를 제어한다.
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 따른 기록 강도 제어 방법은 헤드의 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어함에 의해 weak writing, 변조 현상 등을 방지하여 최적의 기록을 수행할 수 있다는 효과를 가진다.
비록 본 발명이 몇몇의 실시예를 통하여 설명되었지만, 이들 실시예들이 본 발명을 한정하는 것이 아닌 것이 이해되어져야 한다. 당업자는 본 발명의 원리 및 정신, 첨부된 청구범위에 의해 청구되는 범위, 그리고 그것들의 등가물들을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 있을 수 있음을 주지하여야 한다.

Claims (10)

  1. 기록 동작을 개시하기 전에 디스크의 측정 영역에 기록된 데이터를 읽어내면서 자동 이득 제어 회로의 이득 값을 모니터링하고, 상기 자동 이득 제어 회로의 이득 값과 헤드의 비행 높이의 반비례 관계를 이용하여 모니터링된 상기 자동 이득 제어 회로의 이득 값에 근거하여 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정; 및
    상기 산출된 비행 높이에 따라 기록 강도를 제어하는 과정을 포함하는 하드디스크 드라이브의 기록 강도 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 기록 강도는 WC(Write Current), OSC(OverShoot Current), OSD(OverShoot Duration)들 중의 적어도 하나에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 기록 강도 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정은
    하드디스크 드라이브의 동작 조건들을 일정하게 유지한 상태에서 규정된 회전 속도로 디스크를 회전시키면서 디스크의 측정 영역에서 읽혀지는 재생 신호의 크기를 측정하여 재생 신호의 기준값 AGC0을 설정하고, 재생 신호의 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 측정하는 과정;
    디스크를 규정된 회전 속도로 회전시키면서 디스크의 측정 영역으로부터 읽혀지는 재생 신호의 크기를 측정하는 과정; 및
    측정된 재생 신호의 크기, 상기 재생 신호의 기준값 AGC0, 그리고 상기 재생 신호의 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 참조하여 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 강도 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기준값 AGC0 및 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 측정하는 과정은 번인 테스트 공정에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기록 강도 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 측정 영역은 디스크 상에서 서보 신호가 기록되는 서보 영역인 것을 특징으로 하는 기록 강도 제어 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 측정 영역은 디스크 상에서 데이터가 기록되는 데이터 영역인 것을 특징으로 하는 기록 강도 제어 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 측정 영역은 재기록되지 않도록 보호되는 것을 특징으로 하는 기록 강도 제어 방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 기준값 AGC0 및 측정된 재생 신호의 크기는 측정 영역에서 얻어지는 복수의 샘플들의 평균값인 것을 특징으로 하는 기록 강도 제어 방법.
  9. 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기록 매체에 있어서,
    하드디스크 드라이브의 기록 동작을 개시하기 전에 디스크의 측정 영역에 기록된 데이터를 읽어내면서 자동 이득 제어 회로의 이득 값을 모니터링하고, 상기 자동 이득 제어 회로의 이득 값과 헤드의 비행 높이의 반비례 관계를 이용하여 모니터링된 상기 자동 이득 제어 회로의 이득 값에 근거하여 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정; 및
    상기 산출된 비행 높이에 따라 상기 하드디스크 드라이브의 기록 강도를 제어하는 과정을 포함하는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 기록매체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정은
    하드디스크 드라이브의 동작 조건들을 일정하게 유지한 상태에서 규정된 회전 속도로 디스크를 회전시키면서 디스크의 측정 영역에서 읽혀지는 재생 신호의 크기를 측정하여 재생 신호의 기준값 AGC0을 설정하고, 재생 신호의 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 측정하는 과정;
    디스크를 규정된 회전 속도로 회전시키면서 디스크의 측정 영역으로부터 읽혀지는 재생 신호의 크기를 측정하는 과정; 및
    측정된 재생 신호의 크기, 상기 재생 신호의 기준값 AGC0, 그리고 상기 재생 신호의 기준값 AGC0에 상응하는 헤드 비행 높이를 참조하여 헤드의 비행 높이를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체
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