KR100744127B1

KR100744127B1 - 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법, 장치,저장매체와 이를 이용한 디스크 드라이브

Info

Publication number: KR100744127B1
Application number: KR1020060012600A
Authority: KR
Inventors: 백상은
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2007-08-01
Also published as: CN101025926A; JP5015627B2; CN101025926B; US7589931B2; US20070183082A1; JP2007213792A

Abstract

본 발명은 디스크 드라이브 제어 방법, 장치 및 저장매체에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브에서의 트랙 탐색 서보 제어 방법, 장치 및 저장매체에 관한 것이다.

본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법은 디스크 드라이브 제어 방법에 있어서, 트랙 탐색 모드에서 가속 구간과 감속 구간이 대칭이 되는 변형된 PTOS 속도 궤적을 이용하여 변환기를 목표 트랙으로 이동시킴을 특징으로 한다.

Description

디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법, 장치, 저장매체와 이를 이용한 디스크 드라이브{Method, apparatus, storage medium for controlling track seek servo in disk drive and disk drive using the same}

도 1은 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브의 구성의 평면도이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브를 제어하는 전기 시스템의 회로도이다.

도 3은 본 발명에 의한 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템의 회로도이다.

도 4는 본 발명과 관련된 PTOS(Proximate Time-Optical Servo-Mechanism) 속도 궤적을 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 새로운 속도 궤적을 생성시키기 위한 PTOS 대칭 속도 궤적을 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 새로운 형태의 속도 궤적을 생성시키는 방법을 설명하기 위한 PTOS 속도 궤적, PTOS 대칭 속도 궤적 및 본 발명에 따라 생성된 속도 궤적을 함께 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 새로운 형태의 속도 궤적을 도시한 도면이다.

하드디스크 드라이브는 회전하는 단일 또는 복수의 디스크 각각의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 정보를 기록하고 읽을 수 있는 복수의 자기 변환기(magnetic transducer)들을 포함하고 있다. 이 정보는 환상 트랙 내에 위치한 복수의 섹터들 내에 저장된다. 디스크의 각 표면을 가로질러 위치한 트랙 번호가 있다. 수직적으로 유사한 트랙들의 번호는 때로는 실린더(cylinder)라 칭한다. 그러므로 각 트랙은 실린더 번호에 의하여 정의되기도 한다.

각 변환기(transducer)는 전형적으로 헤드 짐벌 어셈블리(HGA:Head Gimbal Assembly)에 편입되어 있는 슬라이더 내에 통합되어 있다. 각 헤드 짐벌 어셈블리는 엑츄에이터 암에 부착되어 있다. 엑츄에이터 암은 보이스 코일(voice coil) 모터를 함께 특정하는 마그네틱 어셈블리에 인접되게 위치한 보이스 코일을 갖고 있다. 하드디스크 드라이브는 전형적으로 보이스 코일 모터를 여기시키는 전류를 공급하는 구동 회로 및 콘트롤러를 포함하고 있다. 여기된 보이스 코일 모터는 엑츄에이터 암을 회전시켜 변환기들을 디스크(들)의 표면을 가로질러 이동시킨다.

정보를 기록하거나 또는 읽을 때, 하드디스크 드라이브는 변환기를 한 실린더에서 다른 실린더로 이동시키기 위한 시크 루틴을 실행할 가능성이 있다. 시크 루틴 도중에 보이스 코일 모터는 변환기들을 디스크 표면에서 새로운 실린더 위치 로 이동시키는 전류에 의하여 여기 된다. 콘트롤러는 또한 변환기가 정확한 실린더 위치 및 트랙의 중앙으로 이동시키는 것을 보증하는 서보 루틴을 실행한다.

디스크(들)로부터 정보를 읽거나 기록하는데 필요한 시간의 양을 최소화시키는 것이 바람직하다. 그러므로, 드라이브에 의하여 실행되는 시크 루틴은 변환기들을 가장 짧은 시간 내에 새로운 실린더 위치로 이동시켜야 한다. 추가적으로, 헤드 짐벌 어셈블리의 안정 시간은 변환기가 빠르게 정보를 기록하거나 또는 읽을 수 있고, 한번에 새로운 실린더에 인접되게 위치하도록 하기 위하여 최소화되어야 한다.

일반적으로, 목표 트랙으로 신속하게 변환기를 이동시키기 위하여 구형파 형태의 가속도 궤적으로 적용하여 시크 서보 제어를 실행하였다. 불행하게도, 구형파는 높은 주파수 성분의 고조파를 포함하고 있는데, 이는 헤드 짐벌 어셈블리에서 기계적인 공진을 초래해서 높은 자연 주파수로 기계적인 구성요소 또는 어셈블리들을 여기시킨다. 이는 잔여 진동으로 인하여 청각적인 노이즈, 원하지 않는 진동 및 이와 관련된 안정 시간을 초래하였다. 종래의 기술의 구형파에 의하여 생성된 기계적인 공진은 디스크로부터 정보를 기록하거나 또는 읽기 위하여 필요로 되는 안정 및 전체 시간 모두를 증가시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 기술이 정현파 형태의 가속도 궤적을 이용한 시크 제어 기술이다.

그런데, 정현파 형태의 가속도 궤적을 이용한 시크 제어 기술은 소음 및 진동은 크게 개선되나 가속도 궤적을 계산하는 알고리즘이 복잡하고, 실제 가속도 궤적을 생성시키는데 필요한 계산 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 급격한 전류 변화를 억제하면서도 속도 궤적을 생성시키는 계산 시간을 줄이기 위한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법, 장치, 저장매체와 이를 이용한 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법은 디스크 드라이브 제어 방법에 있어서, 트랙 탐색 모드에서 가속 구간과 감속 구간이 대칭이 되는 변형된 PTOS(Proximate Time-Optical Servo-Mechanism) 속도 궤적을 이용하여 변환기를 목표 트랙으로 이동시킴을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 장치는 디스크 드라이브 제어 장치에 있어서, 트랙 탐색 모드에서 가속 구간과 감속 구간이 대칭이 되는 변형된 PTOS 속도 궤적을 생성시키고, 상기 변형된 속도 궤적을 적용하여 설계 위치 값, 설계 속도 값을 연산하는 시크 궤적 생성기; 변환기가 디스크에서 이동되는 실제 위치값, 실제 속도값을 결정하는 상태 추정기; 상기 설계 위치값에서 실제 위치값을 감산하여 출력시키는 제1합산기; 상기 제1합산기 출력값에 위치 보정을 위한 소정의 위치 이득을 곱하여 위치 보정값을 생성시키기 위한 위치 제어 이득 보상기; 상기 위치 보정값과 상기 설계 속도값을 합산하고, 상기 위치 보정값과 상기 설계 속도값의 합산값에서 상기 실제 속도값을 감산하여 출력시키는 제2합산기; 상기 제2합산기의 출력값에 속도 보정을 위한 소정의 속도 이득을 곱하여 속도 보정값을 생성시키기 위한 속도 제어 이득 보상기; 및 상기 속도 보정값에 상응하여 보이스 코일에 공급되는 전류를 가변시키는 엑츄에이터를 포함함을 특징으로 한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 트랙 탐색 서보 제어 알고리즘이 적용되는 디스크 드라이브는 소정의 정보를 저장하는 디스크; 상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터; 상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기; 상기 변환기를 상기 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 엑츄에이터; 및 트랙 탐색 모드에서 가속 구간과 감속 구간이 대칭이 되는 변형된 PTOS 속도 궤적을 이용하여 변환기를 목표 트랙으로 이동시키도록 상기 엑츄에이터를 제어하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기록매체는 트랙 탐색 모드에서의 가속 구간과 감속 구간이 대칭이 되고, 가속 구간과 감속 구간이 교차하는 지점을 포함하는 일정 구간에서 소정의 알고리즘에 의하여 완만한 곡선을 갖는 변형된 PTOS 속도 궤적을 생성시키는 프로그램 코드를 포함함을 특징으로 한다.

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

일반적으로 디스크 드라이브에 있어서 트랙 탐색 서보의 목적은 소음 및 진동을 최소화 하면서 헤드를 신속하게 원하는 위치로 이동시키는 데 있다. 구형파의 가속도 궤적을 가지는 뱅뱅 시크 제어기(Bang-Bang Seek Controller)는 탐색 시간 을 최소화하는데 가장 유리하나 소음 및 진동 측면에서 매우 취약하며, 정현파의 가속도 궤적을 가지는 탐색 제어기(Sinusoidal Seek Controller)는 진동 및 소음 측면에서 유리하나 구형파에 비해 전류의 사용 측면에서 비효율적이다. 따라서 탐색 시간이 10%정도 늘어나는 단점이 있으며, 속도 궤적을 계산하는 알고리즘이 복잡하고, 실제 계산 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

본 발명에서는 급격한 전류 변화를 억제하는 새로운 속도 궤적을 제시하고, 이를 시크 제어기에 사용하여 소음 및 진동은 감소시키면서 간단한 알고리즘으로 시크 궤적을 생성시키는 계산 시간을 단축시키는 새로운 시크 제어 방식을 제안한다.

이를 위하여 본 발명에서는 PTOS(Proximate Time-Optical Servo-Mechanism) 속도 궤적과 정현파 궤적을 결합하여 새로운 시크 궤적을 생성시킨다.

PTOS 속도 궤적(V_ptos)은 수학식 1과 같이 표현된다.

V_ptos = α*{β*log(1-ttg/β)+ttg}

여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, ttg는 시크 거리(즉, 이동할 거리)를 의미한다.

수학식 1에 따른 PTOS 속도 궤적을 도 4에 도시하였다. 도 4는 급격한 속도 변화에 따른 소음 및 진동을 유발시킨다는 것을 보여준다.

이에 따라서, 본 발명에서는 급격한 속도 변화를 줄이기 위하여 PTOS 속도 궤적을 다음과 같이 변형하여 새로운 속도 궤적을 생성시킨다.

우선, 시크 거리의 1/2(sk_len/2) 지점을 중심으로 가속 구간과 감속 구간이 대칭이 되도록 PTOS 속도 궤적을 변형하면 도 5와 같은 속도 궤적을 얻을 수 있다. 시크 거리의 1/2(sk_len/2) 지점에서의 속도 값 Vpeak는 수학식 1의 PTOS 속도 궤적으로부터 구할 수 있으며, 도 5에서는 8 inch/sec이다.

도 5의 속도 궤적은 도 4의 속도 궤적에 비하여 급격한 속도 변화가 많이 개선되었으나, 가속 구간에서 감속 구간으로 천이되는 부분에서는 여전히 급격한 속도 변화를 보여주고 있다.

이에 따라서, 본 발명에서는 가속 구간에서 감속 구간으로 천이되는 지점을 중심으로 일정 구간에서 속도의 변화가 보다 완만해지도록 곡선으로 다음과 같이 변형시킨다.

가속 구간에서 감속 구간으로 천이되는 지점을 중심으로 일정 구간에서 곡선으로 변형시키기 위한 일정 구간의 범위를 결정하는 임계값 Vth를 결정한다. 일 실시 예로서, 임계값 Vth는 시크 거리의 1/2(sk_len/2) 지점에서의 속도 값 Vpeak의 80%에 해당되는 속도로 결정할 수 있다. 즉, Vth = 0.8*Vpeak로 결정할 수 있다.

다음으로, 곡선 구간에서의 최대 속도 Vmax를 결정한다. 일 예로서, Vmax = 0.5*(Vpeak-Vth)로 결정할 수 있다.

그리고, 곡선 구간의 궤적을 생성시키는 함수로 본 발명에서는 sin 함수를 이용한다. 즉, 곡선 구간에서의 속도 궤적 Vsin = Vmax*sin(n*180/Nsample)이다.

여기에서, sin은 0도에서 180도까지 사용하며, Nsample은 0-180도 사이의 sin 함수 간격이다. 이에 따라서, Nsample이 클수록 함수 간격은 조밀해지고, 반대인 경우는 간격이 넓어진다. 이는 시크 거리에 따라 곡선으로 변형시키는 간격을 조절하기 위함이고, 시크 거리가 길면 Nsample을 크게, 시크 거리가 짧으면 작게 결정하는 것이 바람직하다.

위에서 언급한 설명에 근거하여 본 발명에 따른 새로운 속도 궤적(V_profile)은 현재의 시크 속도를 Vcurr이라 가정할 때 구간별로 다음과 같이 표현된다.

1) Vcurr < Vth 이고, ttg < sk_len/2인 구간

V_profile = PTOS의 대칭 속도궤적

이를 다시 표현하면

V_profile = α*{β*log(1-tta/β)+tta}

여기에서, tta는 시크를 실행하여 이동한 거리를 의미한다.

2) Vcurr ≥ Vth인 구간

V_profile = Vth + Vsin

3) Vcurr < Vth 이고, ttg > sk_len/2인 구간

V_profile = PTOS의 속도궤적

= α*{β*log(1-ttg/β)+ttg}

도 6에는 sk_len/2인 지점을 중심으로 a와 같은 PTOS 궤적의 감속 구간의 대칭 궤적을 가속 구간에 적용하면 b와 같은 궤적을 얻을 수 있고, 시크 속도가 Vth(도 6에서는 6ips)보다 큰 구간에서 sin 속도 궤적을 적용하면 최종적으로 본 발명에서 얻고자 하는 c와 같은 속도 궤적을 얻을 수 있다.

도 7에는 본 발명에 따른 새로운 속도 궤적(V_profile)만을 도시한 것이다.

도 7에 도시된 속도 궤적은 도 4에 도시된 PTOS 속도 궤적에 비하여 급격한 속도 변화가 현저하게 줄어들었음을 알 수 있으며, 정현파 속도 궤적에 비하여 계산시간을 단축시킬 수 있게 된다.

그러면, 이와 같은 원리에 의하여 생성시킨 속도 궤적을 적용하여 시크 제어를 실행하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 장치를 설명하기로 한다.

우선, 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브(10)의 구성을 보여준다.

드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 자기 디스크(12)를 포함하고 있다. 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)의 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 슬라이더(20)에 통합되어 질 수 있다. 슬라이더(20)는 변환기(16)와 디스크(12) 표면 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(12) 표면을 가로질러 변환기(16)를 이동시킬 것이다.

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(12) 표면을 가로질러 이동된다.

다음으로, 하드 디스크 드라이브의 전기적인 시스템의 동작에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 하드 디스크 드라이브(10)를 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)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 읽기/쓰기 채널(44)로 제어신호를 공급한다. 정보는 전형적으로 R/W 채널로부터 호스트 인터페이스 회로(54)로 전송된다. 호스트 인터페이스 회로(54)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위하여 디스크 드라이브를 허용하는 버퍼 메모리 및 제어 회로를 포함하고 있다.

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

콘트롤러(42)는 읽기 전용 메모리(ROM : Read Only Memory) 또는 플레쉬 메모리 소자(50)와 같은 비휘발성 메모리 및 랜덤 악세스 메모리(RAM : Random Access Memory) 소자(52)에 결합되어 있다. 메모리 소자(50, 52)는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 콘트롤러(42)에 의하여 사용되어지는 명령어 및 데이터를 포함하고 있다. 소프트웨어 루틴의 하나로서 한 트랙에서 다른 트랙으로 변환기(16)를 이동시키는 시크 루틴이 있다. 시크 루틴은 변환기(16)를 정확한 트랙으로 이동시키는 것을 보증하기 위한 서보 제어 루틴을 포함하고 있다.

도 3은 콘트롤러(42)에 의하여 실행되는 하드웨어 및 소프트웨어로 구성된 본 발명에 의한 트랙 탐색 서보 제어 시스템을 보여준다. 트랙 탐색 서보 제어 시스템은 변환기(16)가 디스크(12)의 목표 트랙에 정확히 위치하도록 한다. 콘트롤러 (42)는 변환기를 첫번째 트랙에서 첫번째 트랙으로부터 거리 X_SK에 위치한 새로운 트랙으로 이동시키는 시크 루틴을 실행한다. 새로운 트랙과 첫번째 트랙 사이에 위치한 하나 또는 그 이상의 트랙의 그레이 코드는 디스크(16)를 가로질러 움직이는 변환기로 읽어낸다. 이는 변환기(16)가 트랙을 가로질러 목표 속도로 움직이는지를 주기적으로 컨트롤러(42)가 결정하는데 이용된다.

트랙 탐색 서보 제어 시스템은 소프트웨어 및 하드웨어로 구성된 상태 추정기(62)를 포함한다. 상태 추정기(62)는 변환기(16)가 첫 번째 트랙으로부터 이동되는 실제 거리 또는 위치값 x_r(n)을 결정할 수 있다. 이 실제 위치값은 변환기(16) 바로 밑의 트랙의 그레이 코드를 읽어냄으로써 결정되어 질 수 있다. 상태 추정기(62)는 또한 변환기(16)의 실제 속도값v_r(n)를 결정할 수 있다. 콘트롤러(42)가 변환기(16)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있도록 하기 위하여 변환기(16)가 새로운 트랙 위치로 움직임으로써 그레이 코드는 주기적으로 샘플링되어 질 수 있다.

시크 궤적 생성기(60)는 변환기(16)가 트랙(34)의 그레이 코드를 읽어낼 때마다 변환기(16)의 설계 위치 x_d(n) 및 설계 속도 v_d(n)를 계산한다.

제1합산기(64)는 설계 위치값에서 실제 위치값을 감산한다. 그리고, 위치 제어 이득 보상기(66)는 제1합산기(64)에서 연산된 설계 위치값과 실제 위치값의 차에 위치 보정을 위한 위치 이득(k_p)을 곱한 위치 보정값을 생성시킨다.

다음으로, 제2합산기(68)는 위치 제어 이득 보상기(66)에서 생성된 위치 보 정값에 설계 속도값을 더한 후에 실제 속도값을 감산한다.

그러면, 속도 제어 이득 보상기(70)는 제2합산기(68)에서 연산된 설계 속도값과 실제 속도값의 차에 속도 보정을 위한 속도 이득(k_v)을 곱한 속도 보정값을 생성시킨다.

속도 보정값은 파워 앰프(74)에서 증폭된 후에 VCM 엑츄에이터(76)에 인가된다. 그러면, VCM 엑츄에이터(76)는 증폭되어 입력되는 속도 보정값에 따라서 보이스 코일에 공급되는 전류를 가변시켜 결과적으로 변환기(16)의 움직임의 가속도를 변경시킨다.

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, 하드 디스크, 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.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 시에 간단한 알고리즘에 의하여 급격한 전류변화를 억제하는 새로운 속도 궤적을 생성시킴으로써, 디스크 드라이브에서 시크 시에 소음 및 진동을 감소시키는 효과가 발생되며, 또한 시크 궤적을 생성시키는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 발생된다. 즉, 계산량의 감소에 따라 소비전력을 감소시키는 효과도 부수적으로 발생된다.

Claims

디스크 드라이브 제어 방법에 있어서,

총 시크 거리의 1/2 지점을 중심으로 가속 구간과 감속 구간의 속도 궤적이 대칭이 되도록 초기 설정된 임계 속도 미만의 가속 구간에서는 PTOS(Proximate Time-Optical Servo-Mechanism) 속도 궤적에서의 감속 구간의 속도 궤적과 대칭되는 속도 궤적을 생성시키고, 상기 임계 속도 이상의 가속 구간 및 감속 구간에서는 사인 함수에 근거한 속도 궤적을 생성시키고, 임계 속도 미만의 감속 구간에서는 상기 PTOS 궤적과 동일한 속도 궤적을 생성시키는 속도 궤적 생성 단계; 및

상기 속도 궤적 생성 단계에서 생성된 속도 궤적을 이용하여 변환기를 목표 트랙으로 이동시킴을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 속도 궤적 생성 단계에서 생성되는 속도 궤적 V_profile은

1) Vcurr < Vth 이고, ttg < sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 대칭 속도궤적

2) Vcurr ≥ Vth인 구간에서는

V_profile = Vth + Vsin

3) Vcurr < Vth 이고, ttg > sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 속도궤적

(여기에서, Vcurr는 현재의 시크 속도, Vth는 완만한 곡선으로 변형시킬 구간을 결정하는 임계 속도값, sk_len는 총 시크 거리, ttg는 잔여 시크 거리, Vsin는 sin 함수에 의한 속도를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 PTOS의 속도궤적 V_ptos는

V_ptos = α*{β*log(1-ttg/β)+ttg}

(여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, ttg는 시크 거리(즉, 이동할 거리)를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 PTOS의 대칭 속도궤적 V_ptos(mir)은

V_ptos(mir) = α*{β*log(1-tta/β)+tta}

(여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, tta는 시크를 실행하여 이동한 거리를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 Vsin 함수는

Vsin = Vmax*sin(n*180/Nsample)

(여기에서, Nsample은 0-180도 사이의 sin 함수 간격이고, Vmax는 A*(Vpeak-Vth)이고, A는 상수로 0<A<1임.)

을 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법.
제7항에 있어서, 상기 Nsample은 시크 거리에 비례하도록 결정함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법.
디스크 드라이브 제어 장치에 있어서,

트랙 탐색 모드에서 총 시크 거리의 1/2 지점을 중심으로 가속 구간과 감속 구간의 속도 궤적이 대칭이 되도록 초기 설정된 임계 속도 미만의 가속 구간에서는 PTOS(Proximate Time-Optical Servo-Mechanism) 속도 궤적에서의 감속 구간의 속도 궤적과 대칭되는 속도 궤적을 생성시키고, 상기 임계 속도 이상의 가속 구간 및 감속 구간에서는 사인 함수에 근거한 속도 궤적을 생성시키고, 임계 속도 미만의 감속 구간에서는 상기 PTOS 궤적과 동일한 속도 궤적을 생성시키고, 상기 생성된 속도 궤적을 적용하여 설계 위치 값 및 설계 속도 값을 연산하는 시크 궤적 생성기;

변환기가 디스크에서 이동되는 실제 위치값, 실제 속도값을 결정하는 상태 추정기;

상기 설계 위치값에서 실제 위치값을 감산하여 출력시키는 제1합산기;

상기 제1합산기 출력값에 위치 보정을 위한 소정의 위치 이득을 곱하여 위치 보정값을 생성시키기 위한 위치 제어 이득 보상기;

상기 위치 보정값과 상기 설계 속도값을 합산하고, 상기 위치 보정값과 상기 설계 속도값의 합산값에서 상기 실제 속도값을 감산하여 출력시키는 제2합산기;

상기 제2합산기의 출력값에 속도 보정을 위한 소정의 속도 이득을 곱하여 속도 보정값을 생성시키기 위한 속도 제어 이득 보상기; 및

상기 속도 보정값에 상응하여 보이스 코일에 공급되는 전류를 가변시키는 엑츄에이터를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 장치.
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제9항에 있어서, 상기 시크 궤적 생성기에서 생성되는 속도 궤적 V_profile은

1) Vcurr < Vth 이고, ttg < sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 대칭 속도궤적

2) Vcurr ≥ Vth인 구간에서는

V_profile = Vth + Vsin

3) Vcurr < Vth 이고, ttg > sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 속도궤적

(여기에서, Vcurr는 현재의 시크 속도, Vth는 완만한 곡선으로 변형시킬 구간을 결정하는 임계 속도값, sk_len는 총 시크 거리, ttg는 잔여 시크 거리, Vsin는 sin 함수에 의한 속도를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 PTOS의 속도궤적 V_ptos는

V_ptos = α*{β*log(1-ttg/β)+ttg}

(여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, ttg는 시크 거리(즉, 이동할 거리)를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 PTOS의 대칭 속도궤적 V_ptos(mir)은

V_ptos(mir) = α*{β*log(1-tta/β)+tta}

(여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, tta는 시크를 실행하여 이동한 거리를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 Vsin 함수는

Vsin = Vmax*sin(n*180/Nsample)

(여기에서, Nsample은 0-180도 사이의 sin 함수 간격이고, Vmax는 A*(Vpeak-Vth)이고, A는 상수로 0<A<1임.)

을 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 장치.
제15항에 있어서, 상기 Nsample은 시크 거리에 비례하도록 결정함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 장치.
소정의 정보를 저장하는 디스크;

상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;

상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기;

상기 변환기를 상기 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 엑츄에이터 ; 및

트랙 탐색 모드에서 총 시크 거리의 1/2 지점을 중심으로 가속 구간과 감속 구간의 속도 궤적이 대칭이 되도록 초기 설정된 임계 속도 미만의 가속 구간에서는 PTOS(Proximate Time-Optical Servo-Mechanism) 속도 궤적에서의 감속 구간의 속도 궤적과 대칭되는 속도 궤적을 생성시키고, 상기 임계 속도 이상의 가속 구간 및 감속 구간에서는 사인 함수에 근거한 속도 궤적을 생성시키고, 임계 속도 미만의 감속 구간에서는 상기 PTOS 궤적과 동일한 속도 궤적을 생성시키고, 상기 생성된 속도 궤적을 이용하여 변환기를 목표 트랙으로 이동시키도록 상기 엑츄에이터를 제어하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
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제17항에 있어서, 상기 콘트롤러에서 생성되는 속도 궤적 V_profile은

1) Vcurr < Vth 이고, ttg < sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 대칭 속도궤적

2) Vcurr ≥ Vth인 구간에서는

V_profile = Vth + Vsin

3) Vcurr < Vth 이고, ttg > sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 속도궤적

(여기에서, Vcurr는 현재의 시크 속도, Vth는 완만한 곡선으로 변형시킬 구간을 결정하는 임계 속도값, sk_len는 총 시크 거리, ttg는 잔여 시크 거리, Vsin는 sin 함수에 의한 속도를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제20항에 있어서, 상기 PTOS의 속도궤적 V_ptos는

V_ptos = α*{β*log(1-ttg/β)+ttg}

(여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, ttg는 시크 거리(즉, 이동할 거리)를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제20항에 있어서, 상기 PTOS의 대칭 속도궤적 V_ptos(mir)은

V_ptos(mir) = α*{β*log(1-tta/β)+tta}

(여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, tta는 시크를 실행하여 이동한 거리를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제20항에 있어서, 상기 Vsin 함수는

Vsin = Vmax*sin(n*180/Nsample)

(여기에서, Nsample은 0-180도 사이의 sin 함수 간격이고, Vmax는 A*(Vpeak-Vth)이고, A는 상수로 0<A<1임.)

을 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
소정의 정보를 저장하는 디스크;

상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;

상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기;

상기 변환기를 상기 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 엑츄에이터 ; 및

트랙 탐색 모드에서 총 시크 거리의 1/2 지점을 중심으로 가속 구간과 감속 구간의 속도 궤적이 대칭이 되도록 초기 설정된 임계 속도 미만의 가속 구간에서는 PTOS(Proximate Time-Optical Servo-Mechanism) 속도 궤적에서의 감속 구간의 속도 궤적과 대칭되는 속도 궤적을 생성시키고, 상기 임계 속도 이상의 가속 구간 및 감속 구간에서는 사인 함수에 근거한 속도 궤적을 생성시키고, 임계 속도 미만의 감속 구간에서는 상기 PTOS 궤적과 동일한 속도 궤적을 생성시키고, 상기 생성된 속도 궤적에 상응하는 전류를 보이스 코일에 인가하여 상기 변환기를 현재 트랙에서 목표 트랙으로 이동시키도록 상기 엑츄에이터를 제어하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
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제24항에 있어서, 상기 콘트롤러에서 생성되는 속도 궤적 V_profile은

1) Vcurr < Vth 이고, ttg < sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 대칭 속도궤적

2) Vcurr ≥ Vth인 구간에서는

V_profile = Vth + Vsin

3) Vcurr < Vth 이고, ttg > sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 속도궤적

(여기에서, Vcurr는 현재의 시크 속도, Vth는 완만한 곡선으로 변형시킬 구간을 결정하는 임계 속도값, sk_len는 총 시크 거리, ttg는 잔여 시크 거리, Vsin는 sin 함수에 의한 속도를 나타낸다.)

에 의하여 생성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
트랙 탐색 모드에서의 총 시크 거리의 1/2 지점을 중심으로 가속 구간과 감속 구간의 속도 궤적이 대칭이 되도록 초기 설정된 임계 속도 미만의 가속 구간에서는 PTOS(Proximate Time-Optical Servo-Mechanism) 속도 궤적에서의 감속 구간의 속도 궤적과 대칭되는 속도 궤적을 생성시키고, 상기 임계 속도 이상의 가속 구간 및 감속 구간에서는 사인 함수에 근거한 속도 궤적을 생성시키고, 임계 속도 미만의 감속 구간에서는 상기 PTOS 궤적과 동일한 속도 궤적을 생성시키는 프로그램 코드를 포함함을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.
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제28항에 있어서, 상기 프로그램 코드에 의하여 생성되는 속도 궤적 V_profile은

1) Vcurr < Vth 이고, ttg < sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 대칭 속도궤적

2) Vcurr ≥ Vth인 구간에서는

V_profile = Vth + Vsin

3) Vcurr < Vth 이고, ttg > sk_len/2인 구간에서는

V_profile = PTOS의 속도궤적

(여기에서, Vcurr는 현재의 시크 속도, Vth는 완만한 곡선으로 변형시킬 구간을 결정하는 임계 속도값, sk_len는 총 시크 거리, ttg는 잔여 시크 거리, Vsin는 sin 함수에 의한 속도를 나타낸다.)

에 의하여 생성시킴을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.
제31항에 있어서, 상기 PTOS의 속도궤적 V_ptos는

V_ptos = α*{β*log(1-ttg/β)+ttg}

(여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, ttg는 시크 거리(즉, 이동할 거리)를 나타낸다.)

에 의하여 생성시킴을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.
제31항에 있어서, 상기 PTOS의 대칭 속도궤적 V_ptos(mir)는

V_ptos(mir) = α*{β*log(1-tta/β)+tta}

(여기에서,

α = R*Ja/Kt²

β = -Imax*R/Kt 이며,

R은 보이스 코일의 저항 값이고, Ja는 액츄에이터의 관성 값이고, Kt는 토크 상수이고, Imax는 보이스 코일 모터에 인가되는 최대전류 값이고, tta는 시크를 실행하여 이동한 거리를 나타낸다.)

에 의하여 생성시킴을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.
제31항에 있어서, 상기 Vsin 함수는

Vsin = Vmax*sin(n*180/Nsample)

(여기에서, Nsample은 0-180도 사이의 sin 함수 간격이고, Vmax는 A*(Vpeak-Vth)이고, A는 상수로 0<A<1임.)

을 포함함을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.