KR100849199B1 - 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 ｒｒｏ 보상방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한기록 매체 - Google Patents

하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 ｒｒｏ 보상방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한기록 매체 Download PDF

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Abstract

하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체가 개시된다. 본 발명의 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법은, (a) 미리 설정된 내주(ID, Inner Diameter) 영역, 중앙(MD, Middle Diameter) 영역 및 외주(OD, Outter Diameter) 영역을 갖는 디스크에 기록 또는 판독될 데이터의 기록 또는 판독 명령을 수신하는 단계; (b) 자기 헤드의 현재 위치 및 자기 헤드가 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치를 판단하는 단계; (c) 자기 헤드의 현재 위치가 디스크의 내주(ID) 영역이고 자기 헤드가 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치가 디스크의 중앙(MD) 영역 또는 외주(OD) 영역인 경우, 특정 주파수들의 RRO 성분들에 대한 적어도 하나의 RRO 보상기(RRO compensator)의 동작을 중지시키는 단계; 및 (d) 자기 헤드의 탐색(seeking) 및 안착(settling)을 수행하여 데이터의 기록 또는 판독을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 자기 헤드의 탐색 경로에 따라 RRO 보상기를 적응적으로 동작시킬 수 있고, 이에 따라 하드디스크 드라이브의 서보 제어의 성능 및 TMR 성능을 향상시킬 수 있다.
하드디스크 드라이브, RRO, RRO 보상, RRO 보상기, TMR

Description

하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 ＲＲＯ 보상 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체{Hard disk drive, method for compensating RRO of hard disk drive and computer readable recording media recording the method}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 하드디스크 드라이브의 구동 회로의 개략적 블록도이다.
도 3은 도 1의 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법이 적용된 경우와 적용되지 않은 경우를 비교한 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 하드디스크 드라이브　　　　　　　　　　　10 : 디스크
20 : 스핀들 모터 22 : 스핀들 모터 드라이버
30 : 헤드 스택 어셈블리 31 : 자기 헤드
33 : 액츄에이터 암 35 : 보이스 코일 모터
36 : 보이스 코일 모터 드라이버 71 : 프리 엠프
70 : 콘트롤러 72 : 리드/라이트 채널
본 발명은, 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자기 헤드의 탐색 경로에 따라 RRO 보상기를 적응적으로 동작시킬 수 있고, 이에 따라 서보 제어의 성능 및 TMR 성능이 향상될 수 있는 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive ; HDD)는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지털 전자 펄스(pulse)를 보다 영구적인 자기장으로 바꾸어서 데이터(Data)를 기록 및 판독해 주는 방식의 기억장치로서, 대량의 데이터를 고속으로 액세스(access)할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조 기억 장치 등으로써 현재 널리 사용되고 있다.
최근 들어 헤드 기술의 발전으로 하드디스크 드라이브의 저장 밀도는 급격하게 증가하고 있으며, 이에 따라 헤드의 기록 및 판독 기능의 안정성을 보장하면서 TMR(Track mis-registration) 성능을 적정 수준 이상으로 유지시키는 것이 더욱 중요한 사항이 되었다.
TMR 성능에 영향을 미치는 요인으로 반복적 런아웃(Repeatable Runout, RRO)과 비반복적 런아웃(Non repeatable Runout, NRRO)이 있다.
이 중에서, RRO는 트랙(track)들의 디스크 중심에 대한 편심 또는 디스크의 변형(deformation)에 의해 주로 발생한다. RRO는 서보 제어에서 외란(disturbunce)로 작용하여 헤드의 서보 제어 성능을 저하시키게 된다. RRO는 1x, 2x, 3x, ..., Nx 등 여러 가지 주파수의 RRO 성분으로 나눌 수 있다. 여기서 "x"는 디스크의 회전 속도에 해당하는 주파수를 의미한다. 예를 들면, 디스크의 회전 속도가 7200rpm인 경우에 x는 120Hz(=7200÷60)의 값을 가지므로, 1x는 1×120Hz=120Hz를, 2x는 2×120Hz=240Hz를, 3x는 3×120Hz=360Hz를 의미한다.
RRO 성분 중에서, 1x, 2x 및 3x RRO 성분은 트랙들의 디스크 중심에 대한 편심에 의해 주로 발생하며 디스크의 전 영역에 걸쳐 존재한다. 반면, 4x 이상의 RRO 성분은 디스크의 변형에 의해 주로 발생하며 디스크의 내주(ID, Inner Diameter) 영역에서 외주(OD, Outter Diameter) 영역으로 갈수록 크게 감소하는 경향이 있다.
이러한 RRO에 대한 대책으로, RRO 보상기(RRO compensator), RRO 보정 코드(RRO correction code, RCC) 등이 알려지고 있다. 통상적으로, RRO 성분 중에서 일정 주파수 이하의 RRO 성분은 RRO 보상기를 사용하여 보상하며, 일정 주파수를 초과하는 RRO 성분은 RRO 보정 코드를 사용하여 보상하게 된다. 예를 들어, 1x 내지 6x의 RRO 성분은 RRO 보상기를 사용하여, 7x 이상의 RRO 성분은 RRO 보정 코드를 사용하여 보상을 시도한다. 일반적으로, RRO 보상기는 보상하고자 하는 RRO 성분들의 개수에 상응하는 개수의 RRO 보상기들이 병렬적으로 구비된다.
그런데, 종래에는 RRO 보상기를 사용하는 경우, 자기 헤드의 탐색 경로(seeking path)와 관계없이 일정 주파수 이하의 RRO 성분에 대응하여 구비된 복수의 RRO 보상기를 일률적으로 동작(ON)시킨다. 그러다 보니, 앞서도 기술한 바와 같이 4x 이상의 RRO 성분은 디스크의 ID 영역을 벗어나면 크게 감소함에도 RRO 보 상기에 의해 일률적으로 보상되었다. 이에 의해, 특히 ID 영역에 위치한 자기 헤드를 MD 또는 OD 영역으로 탐색(seeking)시켜 안착(settling)시킨 후 데이터의 기록 또는 판독을 수행한 경우, RRO 보상기에 의하여 4x 이상의 RRO 성분들에 대한 과보상이 이루어져 탐색 시간(seek time)이 길어질 뿐 아니라 위치에러신호(PES)가 커짐을 알게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 자기 헤드의 탐색 경로에 따라 RRO 보상기를 적응적으로 동작시킬 수 있고, 이에 따라 하드디스크 드라이브의 서보 제어의 성능 및 TMR 성능을 향상시킬 수 있는 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, (a) 미리 설정된 내주(ID, Inner Diameter) 영역, 중앙(MD, Middle Diameter) 영역 및 외주(OD, Outter Diameter) 영역을 갖는 디스크에 기록 또는 판독될 데이터의 기록 또는 판독 명령을 수신하는 단계; (b) 자기 헤드의 현재 위치 및 자기 헤드가 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치를 판단하는 단계; (c) 자기 헤드의 현재 위치가 디스크의 내주(ID) 영역이고 자기 헤드가 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치가 디스크의 중앙(MD) 영역 또는 외주(OD) 영역인 경우, 특정 주파수들의 RRO 성분들에 대한 적어도 하나의 RRO 보상기(RRO compensator)의 동작을 중지시키는 단계; 및 (d) 자기 헤드의 탐색(seeking) 및 안 착(settling)을 수행하여 데이터의 기록 또는 판독을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체에 의해 달성된다.
여기서, (c) 단계에서, 특정 주파수들의 RRO 성분들은, 4x 이상의 주파수들의 RRO 성분들인 것일 수 있다.
그리고, 4x 이상의 주파수들은, 4x, 5x 및 6x의 주파수들인 것일 수 있다.
또한, (e) 데이터의 기록 또는 판독의 수행이 완료된 후, 특정 주파수들의 RRO 성분들에 대한 RRO 보상기들을 다시 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 내주(ID) 영역은 사용자의 데이터가 기록되는 실린더(cylinder)들을 디스크의 중심에 대한 거리에 따라 3개의 영역으로 나누었을 때 디스크의 가장 안쪽에 위치한 영역이고, 외주(OD) 영역은 디스크의 가장 바깥쪽에 위치한 영역이며, 중앙(MD) 영역은 내주(ID) 영역과 외주(OD) 영역 사이에 위치하는 영역이고, 내주(ID) 영역, 중앙(MD) 영역 및 외주(OD) 영역은 각각 실질적으로 동일한 개수의 실린더가 속하는 것일 수 있다.
한편, 상기 목적은, 미리 설정된 내주(ID, Inner Diameter) 영역, 중앙(MD, Middle Diameter) 영역 및 외주(OD, Outter Diameter) 영역을 갖는 디스크; 디스크 상에서 데이터를 기록 또는 판독하는 자기 헤드; 및 데이터의 기록 또는 판독 명령을 수신하고, 자기 헤드의 현재 위치 및 자기 헤드가 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치를 판단하며, 자기 헤드의 현재 위치가 디스크의 내주(ID) 영역이고 자기 헤드가 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치가 디스크의 중앙(MD) 영역 또는 외 주(OD) 영역인 경우, 특정 주파수들의 RRO 성분들에 대한 RRO 보상기(RRO compensator)들의 동작을 중지시키고, 자기 헤드를 탐색(seeking) 및 안착(settling)시켜 데이터의 기록 또는 판독을 수행하도록 하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해서도 달성된다.
여기서, 특정 주파수들의 RRO 성분들은, 4x 이상의 주파수들의 RRO 성분들인 것일 수 있다.
또한, 4x 이상의 주파수들은, 4x, 5x 및 6x의 주파수들인 것일 수 있다.
그리고, 콘트롤러는, 데이터의 기록 또는 판독의 수행이 완료된 후, 특정 주파수들의 RRO 성분들에 대한 RRO 보상기들을 다시 동작시키는 것일 수 있다.
또한, 내주(ID) 영역은 사용자의 데이터가 기록되는 실린더(cylinder)들을 디스크의 중심에 대한 거리에 따라 3개의 영역으로 나누었을 때 디스크의 가장 안쪽에 위치한 영역이고, 외주(OD) 영역은 디스크의 가장 바깥쪽에 위치한 영역이며, 중앙(MD) 영역은 내주(ID) 영역과 외주(OD) 영역 사이에 위치하는 영역이고, 내주(ID) 영역, 중앙(MD) 영역 및 상기 외주(OD) 영역은 각각 실질적으로 동일한 개수의 실린더가 속하는 것일 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 하드디스크 드라이브의 구동 회로의 개략적 블록도이며, 도 3은 도 1의 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법의 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법이 적용된 경우와 적용되지 않은 경우를 비교한 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브(1)는, 데이터를 기록 저장하는 디스크(10, Disk)와, 디스크(10)를 지지하여 회전시키는 스핀들 모터(20, Spindle Motor)와, 디스크(10) 상의 데이터를 판독하는 헤드 스택 어셈블리(30, HSA, Head Stack Assembly)와, 이들 구성 부품들이 조립되는 베이스(40, Base)와, 베이스(40)의 하부에 결합되며 대부분의 회로 부품들을 PCB(Printed Circuit Board) 상에 장착하여 각종 부품들을 제어하는 인쇄회로기판조립체(50, PCBA, Printed Circuit Board Assembly)와, 베이스(40)의 상부를 덮는 커버(60, Cover)를 구비한다.
디스크(10)는, 데이터가 기록되어 저장되는 장소로서, 일반적으로 복수 개로 마련된다. 디스크(10)는, 디스크(10)의 중심에 가까운 순서로 ID(Inner Diameter) 영역, MD(Middle diameter) 영역 및 OD(Outter Diameter) 영역을 구비한다. 이들 각각의 영역은 디스크(10)의 중심을 동심(同心)으로 하는 복수의 환형 트랙(Track)들로 이루어진다.
스핀들 모터(20)는, 콘트롤러(70)의 제어 신호를 받아 디스크(10)를 회전 구동시킨다. 스핀들 모터(20)의 회전 각속도는 3,600rpm, 5,400rpm, 7,200rpm, 10,000rpm 등일 수 있다.
디스크(10) 상의 트랙들의 중심과 스핀들 모터(20)의 중심은 정확하게 일치하는 것이 이상적이다. 하지만, 서보 트랙 라이트(Servo track write) 과정에서의 외란(disturbunce) 또는 디스크(10)와 스핀들 모터(20)의 조립 과정에서의 오차 등에 의해, 디스크(10) 상의 트랙들의 중심은 스핀들 모터(20)의 중심에 대한 편심(偏心)을 갖게 되는 것이 보통이다. 이러한 편심에 의해 RRO(Repeatable runout) 성분 중에서 1x RRO 성분이 발생하게 된다. 또한, 이에 파생하여 2x 및 3x RRO 성분이 발생한다.
그리고, 디스크(10)는 원판으로 설계되지만 어느 정도의 변형(deformation)을 수반할 수 있다. 이러한 변형에 의해 RRO 성분 중에서 4x 이상의 RRO 성분들이 발생한다.
이러한 RRO 성분들은 자기 헤드(31)가 데이터를 기록 또는 판독하고자 하는 트랙의 중심에 위치하는 것을 방해하게 된다. 즉, RRO 성분들은 자기 헤드(31)가 목표 트랙의 중심에서 벗어난 정도를 나타내는 위치에러신호(Position Error Signal, PES)를 악화(또는 증가)시킨다. 따라서, RRO 성분들을 보상하여 자기 헤드(31)의 위치를 제어할 필요가 있으며, 이에 본 실시예에서는 RRO 보상기(RRO compensator)를 구비한다. RRO 보상기에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
헤드 스택 어셈블리(30)는, 디스크(10) 상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 판독하기 위한 운반체(Carriage)로서, 디스크(10) 상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 판독하기 위한 자기 헤드(31, head)와, 자기 헤드(31)가 디스 크(10) 상의 데이터를 액세스할 수 있도록 피봇축(32)을 중심으로 디스크(10) 상을 선회하는 액추에이터 암(33)과, 피봇축(32)을 회전가능하게 지지하며 액추에이터 암(33)이 결합되어 지지되는 피봇축 홀더(34)와, 피봇축 홀더(34)에서 액추에이터 암(33)의 반대방향에 마련되어 액추에이터 암(33)을 회전구동시키는 보이스코일모터(35, Voice Coil Motor, VCM)를 구비한다.
자기 헤드(31)는, 디스크(10)의 표면에 형성된 자계(磁界)를 감지하여 디스크(10)로부터 데이터를 판독하거나, 디스크(10)의 표면을 자화(磁化)시킴으로써 디스크(10)에 데이터를 기록할 수 있다.
액추에이터 암(33)은, 일단이 자기 헤드(31)에 연결되고 타단은 피봇축(32)에 상대회전 가능하게 결합된다. 액추에이터 암(33)은 자기 헤드(31)가 디스크(10)의 표면을 이동할 수 있도록 길게 연장 형성된다.
피봇축 홀더(34)는, 피봇축(32)을 회전 가능하게 지지함과 동시에 피봇축 홀더(34)에 결합된 액추에이터 암(33)을 지지한다.
보이스 코일 모터(35)는, 액추에이터 암(33)을 피봇축(32)을 중심으로 하여 회전 구동시킨다. 보이스 코일 모터(35)는 보이스 코일(미도시, Voice Coil)과 마그네트(미도시, Magnet)를 구비한다. 보이스 코일 모터(35)는, 마그네트에 의해 발생된 자기력선 및 보이스 코일을 흐르는 전류와의 상호작용에 의해 발생된 전자기력에 의하여, 액추에이터 암(33)을 회동시킨다.
본 실시예에서는 보이스 코일 모터(35)를 마련하여 액추에이터 암(33)을 회전 구동시키지만, 입력 신호에 따라 소정 각도씩 회전 구동시키는 스테퍼 모 터(stepper motor)로 대체할 수도 있다. 다만, 보이스 코일 모터(35)를 사용할 경우, 열에 강하며, 정기적인 포맷이 불필요하고, 신뢰도가 탁월하다는 장점이 있다.
또한 하드디스크 드라이브(1)는, 전술한 하드디스크 드라이브(1)의 구성들을 제어하는 구동 회로가 필요하다. 이에 하드디스크 드라이브(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 프리 앰프(71, Pre-AMP)와, 리드/라이트 채널(72, Read/ Write Channel, R/W Channel)과, 호스트 인터페이스(73, Host interface)와, 보이스 코일 모터 드라이버(36, Voice Coil Motor Driver, VCM Driver)와, 스핀들 모터 드라이버(22, Spindle Motor Driver, SPM Driver)와, 콘트롤러(70, Controller)와, 메모리(74, Memory)를 구비한다.
프리 앰프(71, Pre-AMP)는, 자기 헤드(31)가 디스크(10)로부터 판독한 데이터 신호를 증폭하거나, 리드/라이트 채널(72)에 의하여 변환된 기록 전류를 증폭하여 자기 헤드(31)에 제공한다. 프리 앰프(71)로부터 기록 전류를 제공받은 경우 자기 헤드(31)는 자기장을 발생시킬 수 있고, 이러한 자기장에 의해 자기 헤드(31)는 디스크(10)를 자화시킴으로써 디스크(10)에 데이터를 기록할 수 있게 된다.
리드/라이트 채널(72, R/W Channel)은, 디스크(10)에 기록된 데이터를 판독하는 데이터 판독 모드(Data Read Mode)에서는, 자기 헤드(31)에 의해 디스크(10)로부터 판독되어 프리 앰프(71)에 의하여 증폭된 신호를 디지털 신호로 전환하여 콘트롤러(70)에 입력한다. 그리고 리드/라이트 채널(72)은, 디스크(10)에 데이터를 기록하는 데이터 기록 모드(Data Write Mode)에서는, 호스트 인터페이스(73)에 의하여 수신된 사용자의 입력 데이터를 콘트롤러(70)를 통하여 수신받아 기록에 용이 한 2진 데이터 스트림으로 변환하여 프리 앰프(71)로 출력한다.
여기서, 호스트 기기(2)는, 컴퓨터의 CPU, I/O 콘트롤러와 같이, 하드 디스크 드라이브(1)를 포함한 컴퓨터 전체를 전반적으로 제어 및 동작시키는 요소들을 총칭하는 의미로 사용된다.
호스트 인터페이스(73, Host interface)는, 데이터 판독 모드에서는 디지털 신호로 변환된 데이터를 호스트 기기(2)로 전송하며, 데이터 기록 모드에서는 사용자가 입력한 데이터를 호스트 기기(2)로부터 수신하여 콘트롤러(70)에 출력한다.
보이스 코일 모터 드라이버(36, VCM Driver)는, 콘트롤러(70)의 제어 신호를 받아 보이스 코일 모터(35)에 인가되는 전류의 양을 조절한다.
스핀들 모터 드라이버(22, SPM Driver)는, 콘트롤러(70)의 제어 신호를 받아 스핀들 모터(20)에 인가되는 전류의 양을 조절한다.
콘트롤러(70, Controller)는, 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor), 마이크로프로세서(Micro Processor), 마이크로 콘트롤러(Micro Controller) 등이 될 수 있다.
콘트롤러(70, Controller)는, 데이터 기록 모드에서는 호스트 기기(2)로부터 입력된 사용자의 입력 데이터를 호스트 인터페이스(73)를 통하여 수신받아 이를 리드/라이트 채널(72)로 출력하며, 데이터 판독 모드에서는 자기 헤드(31)에 의해 판독되어 프리 앰프(71)에 의하여 증폭된 데이터 신호를 리드/라이트 채널(72)이 디지털 신호로 전환하면 이를 입력받아 호스트 인터페이스(73)로 출력한다. 또한, 콘트롤러(70, Controller)는, 자기 헤드(31)가 디스크(10) 상의 원하는 위치로 이동 되도록 보이스 코일 모터(35)를 제어하며, 디스크(10)의 회전 속도를 조절하도록 스핀들 모터(20)를 제어한다.
콘트롤러(70)는 디스크(10)상의 트랙들의 편심 또는 디스크(10)의 변형에 의해 발생되는 RRO를 보상하는 RRO 보상기(미도시, RRO compensator)를 구비한다. 앞서 설명한 바와 같이, RRO는 주파수에 따라 여러 가지 RRO 성분들로 이루어지며, 이에 따라 RRO 보상기도 보상하고자 하는 RRO 성분들에 대응하여 복수로 구비된다. 본 실시예에서는 RRO 성분들 중에서 1x ~ 6x RRO 성분에 대응하여 총 6개의 RRO 보상기가 마련된다. 이들 각각의 RRO 보상기들은 상호 병렬로(parallely) 마련되어 개별적으로 동작될 수 있다.
후술하는 하드디스크 드라이브(1)의 RRO 보상 방법은 소프트웨어(Software) 또는 펌웨어(Firmware)의 형태로 메모리(74)에 저장되어 콘트롤러(70)에 의해 구현될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브(1)의 RRO 보상 방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 콘트롤러(70)가 호스트 인터페이스(73)으로부터 데이터의 기록 또는 판독 명령을 수신하면(S210), 콘트롤러(70)는 자기 헤드(31)의 현재 위치(present position)가 디스크(10)의 ID 영역인지를 판단한다(S220). 여기서, 자기 헤드(31)의 현재 위치는 자기 헤드(31)로부터 판독되는 서보 정보로부터 판단될 수 있다.
만약 자기 헤드(31)의 현재 위치가 디스크(10)의 ID 영역이 아닌 경우라면, 곧바로 자기 헤드(31)를 데이터가 기록 또는 판독될 해당 트랙(목표 트랙, target track)으로 탐색(seek)시키고 목표 트랙에 안착(settle)시켜 데이터의 기록 또는 판독을 수행한다(S250).
만약 자기 헤드(31)의 현재 위치가 디스크(10)의 ID 영역인 경우라면, 데이터가 기록 또는 판독될 목표 트랙의 위치가 디스크(10)의 MD 또는 OD 영역인지를 판단한다(S230). 여기서, 데이터가 기록 또는 판독될 목표 트랙의 위치에 대한 정보는 호스트 인터페이스(73)으로부터 수신되는 기록 또는 판독 명령에 함께 주어진다.
만약 데이터가 기록 또는 판독될 목표 트랙의 위치가 디스크(10)의 MD 또는 OD 영역이 아닌 경우라면, 곧바로 자기 헤드(31)를 데이터가 기록 또는 판독될 해당 트랙(목표 트랙, target track)으로 탐색(seek)시키고 목표 트랙에 안착(settle)시켜 데이터의 기록 또는 판독을 수행한다(S250).
만약 데이터가 기록 또는 판독될 목표 트랙의 위치가 디스크(10)의 MD 또는 OD 영역인 경우라면, 콘트롤러(70)에 구비된 복수의 RRO 보상기들 중에서 4x, 5x 및 6x RRO에 대한 RRO 보상기들의 동작을 중지시킨다(S240). 콘트롤러(70)에 구비된 복수의 RRO 보상기들은 상호 병렬로 연결되어 있어 개별적으로 동작이 온-오프(ON-OFF)될 수 있다. 이처럼 4x, 5x 및 6x RRO에 대한 RRO 보상기들은 자기 헤드(31)가 ID 영역에 위치하였다가 데이터의 기록 또는 판독을 위해 MD 또는 OD로 탐색하게 될 경우에 동작이 중지된다. 이와 같이 4x, 5x 및 6x RRO에 대한 RRO 보상기들의 동작을 중지시키는 것은, RRO 성분들 중에서 4x, 5x 및 6x RRO 성분들이 디스크(10)의 MD 또는 OD 영역에서는 크게 감소하기 때문이다.
다음으로, 자기 헤드(31)를 목표 트랙으로 탐색(seek)시키고 목표 트랙에서 안착(settle)시킨 후 데이터의 기록 또는 판독을 수행한다(S250). 전술한 과정에서 4x, 5x 및 6x RRO 성분에 대한 RRO 보상기들의 동작이 중지되었으므로, 자기 헤드(31)의 목표 트랙으로의 탐색 동작이 이루어지는 동안 4x, 5x 및 6x RRO 성분에 대한 보상은 이루어지지 않는다. 따라서, 4x, 5x 및 6x RRO 성분에 대한 보상에 소요되는 시간이 소비되지 않으므로 자기 헤드(31)의 목표 트랙으로의 탐색 시간이 줄어들게 된다. 또한, 4x, 5x 및 6x RRO 성분에 대한 과보상이 발생하지 않게 되어, 자기 헤드(31)의 탐색 및 안착이 수행된 이후에 4x, 5x 및 6x RRO 성분에 대한 과보상으로 인한 위치제어신호(PES)의 악화가 방지될 수 있다.
마지막으로, 목표 트랙에서의 데이터의 기록 또는 판독의 수행이 완료되면 4x, 5x 및 6x RRO 성분에 대한 RRO 보상기들을 다시 동작(ON)시킨다(S260). 왜냐하면, 본 실시예에서 4x, 5x 및 6x RRO 성분에 대한 RRO 보상기들의 동작을 중지(OFF)하는 것은 자기 헤드(31)가 ID 영역으로부터 MD 또는 OD 영역으로 탐색 동작을 하는 경우에만 수행되는 것이므로, 그러한 탐색 동작이 다시 이루어지기까지는 4x, 5x 및 6x RRO 성분에 대한 RRO 보상기들이 동작(ON)을 유지하는 것이 바람직하기 때문이다.
도 4는 전술한 과정으로 수행되는 하드디스크 드라이브(1)의 RRO 보상 방법이 적용된 경우와 적용되지 않은 경우에 대한 테스트 결과를 비교하여 그래프로 도시하고 있다. 테스트는 전술한 하드디스크 드라이브(1)와 동일한 구성을 갖는 하드디스크 드라이브-1 및 하드디스크 드라이브-2에 대하여 수행하였다. 그리고, 하드 디스크 드라이브-1에서는 두 개의 자기 헤드(head1, head2)에 대하여 테스트를 수행하였고, 하드디스크 드라이브-2에서는 한 개의 자기 헤드(head3)에 대하여 테스트를 수행하였다. 테스트에 사용된 총 3개의 자기 헤드 중에서, 하드디스크 드라이브-1에 구비된 자기 헤드 중 하나(head1)는 MD 및 OD 영역에서 4x 이상의 RRO가 큰 경우이며, 나머지 두 개의 자기 헤드(head2, head3)는 MD 및 OD 영역에서 4x 이상의 RRO가 작은 경우이다.
또한 테스트는, 자기 헤드들을 ID 영역으로부터 OD 영역으로 탐색시킴과 동시에 탐색 경로에 존재하는 트랙들에 임의의 데이터를 기록해나가는 과정을 반복하여, 이때 발생된 기록 에러(write fault)의 횟수를 카운트(count)함으로써 수행되었다. 그리고 테스트는, 한 번은 전술한 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법을 적용하고, 한 번은 전술한 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법을 적용하지 않고 수행되었다.
도 4의 그래프를 보면, 하드디스크 드라이브-1의 자기 헤드(head1, head2) 중에서 4x 이상의 RRO가 MD 및 OD 영역에서 큰 자기 헤드(head1)의 경우에는 기록 에러의 발생 횟수가 전술한 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법의 적용 여부에 의해 크게 영향받지 않음을 알 수 있다. 하지만, 4x 이상의 RRO가 MD 또는 OD 영역에서 작은 자기 헤드(head2, head3)의 경우에는, 전술한 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법이 적용된 경우에 기록 에러가 크게 줄었음을 알 수 있다. 이처럼, 4x 이상의 RRO가 MD 또는 OD 영역에서 작은 경우에 전술한 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법을 적용하면 기록 에러를 줄일 수 있게 되며, 기록 에러가 줄어든다 는 것은 PES 성능 또는 TMR 성능이 향상되었음을 의미한다. 전술했듯이, 디스크(10) 상에서 4x 이상의 RRO는 일반적으로 OD 영역으로 갈수록 크게 감소하므로, 전술한 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법을 적용하면 하드디스크 드라이브의 PES 성능 또는 TMR 성능이 향상될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법에 의하면, 데이터를 기록 또는 판독하기 위해 자기 헤드가 탐색하는 경로에 따라 RRO 보상기를 적응적으로 동작시킨다. 즉, 자기 헤드(31)가 디스크(10)의 ID 영역으로부터 다른 영역(MD 또는 OD 영역)으로 탐색 동작을 하는 경우에 대해서는 4x 이상의 RRO 성분에 대한 RRO 보상기들의 동작을 중지시킨다. 이러한 경우, 탐색 동작 중에 4x 이상의 RRO 성분에 대한 불필요한 보상이 수행되지 않아 자기 헤드(31)이 탐색 시간이 줄어들게 되며(서보 제어 성능의 향상), 탐색 및 안착 이후의 PES가 불필요한 RRO 보상에 의해 악화되는 것이 방지될 수 있다(TMR 성능의 향상).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 상기와 같은 특정 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 특허청구범위에 기재된 내용의 범주에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자기 헤드의 탐색 경로에 따라 RRO 보상기를 적응적으로 동작시킬 수 있고, 이에 따라 하드디스크 드라이브의 서보 제어의 성능 및 TMR 성능을 향상시킬 수 있는 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. (a) 미리 설정된 내주(ID, Inner Diameter) 영역, 중앙(MD, Middle Diameter) 영역 및 외주(OD, Outter Diameter) 영역을 갖는 디스크에 기록 또는 판독될 데이터의 기록 또는 판독 명령을 수신하는 단계;
    (b) 자기 헤드의 현재 위치 및 상기 자기 헤드가 상기 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치를 판단하는 단계;
    (c) 상기 자기 헤드의 현재 위치가 상기 디스크의 내주(ID) 영역이고 상기 자기 헤드가 상기 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치가 상기 디스크의 중앙(MD) 영역 또는 외주(OD) 영역인 경우, 특정 주파수들의 RRO(Repeatable Runout) 성분들에 대한 적어도 하나의 RRO 보상기(Repeatable Runout Compensator)의 동작을 중지시키는 단계; 및
    (d) 상기 자기 헤드의 탐색(seeking) 및 안착(settling)을 수행하여 상기 데이터의 기록 또는 판독을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 특정 주파수들의 RRO(Repeatable Runout) 성분들은, 4x 이상의 주파수들의 RRO(Repeatable Runout) 성분들인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 4x 이상의 주파수들은, 4x, 5x 및 6x의 주파수들인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    (e) 상기 데이터의 기록 또는 판독의 수행이 완료된 후, 상기 특정 주파수들의 RRO(Repeatable Runout) 성분들에 대한 상기 RRO 보상기들(Repeatable Runout Compensators)을 다시 동작시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 내주(ID) 영역은 사용자의 데이터가 기록되는 실린더(cylinder)들을 상기 디스크의 중심에 대한 거리에 따라 3개의 영역으로 나누었을 때 상기 디스크의 가장 안쪽에 위치한 영역이고, 상기 외주(OD) 영역은 상기 디스크의 가장 바깥쪽에 위치한 영역이며, 상기 중앙(MD) 영역은 상기 내주(ID) 영역과 상기 외주(OD) 영역 사이에 위치하는 영역이고,
    상기 내주(ID) 영역, 상기 중앙(MD) 영역 및 상기 외주(OD) 영역은 각각 실질적으로 동일한 개수의 실린더가 속하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 하드디스크 드라이브의 RRO 보상 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체.
  7. 미리 설정된 내주(ID, Inner Diameter) 영역, 중앙(MD, Middle Diameter) 영역 및 외주(OD, Outter Diameter) 영역을 갖는 디스크;
    상기 디스크 상에서 상기 데이터를 기록 또는 판독하는 자기 헤드; 및
    상기 데이터의 기록 또는 판독 명령을 수신하고, 상기 자기 헤드의 현재 위치 및 상기 자기 헤드가 상기 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치를 판단하며, 상기 자기 헤드의 현재 위치가 상기 디스크의 내주(ID) 영역이고 상기 자기 헤드가 상기 데이터를 기록 또는 판독하게 될 위치가 상기 디스크의 중앙(MD) 영역 또는 외주(OD) 영역인 경우, 특정 주파수들의 RRO(Repeatable Runout) 성분들에 대한 RRO 보상기들(Repeatable Runout compensators)의 동작을 중지시키고, 상기 자기 헤드를 탐색(seeking) 및 안착(settling)시켜 상기 데이터의 기록 또는 판독을 수행하도록 하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 특정 주파수들의 RRO(Repeatable Runout) 성분들은, 4x 이상의 주파수들의 RRO(Repeatable Runout) 성분들인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 4x 이상의 주파수들은, 4x, 5x 및 6x의 주파수들인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 콘트롤러는,
    상기 데이터의 기록 또는 판독의 수행이 완료된 후, 상기 특정 주파수들의 RRO(Repeatable Runout) 성분들에 대한 상기 RRO 보상기들(Repeatable Runout compensators)을 다시 동작시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 내주(ID) 영역은 사용자의 데이터가 기록되는 실린더(cylinder)들을 상기 디스크의 중심에 대한 거리에 따라 3개의 영역으로 나누었을 때 상기 디스크의 가장 안쪽에 위치한 영역이고, 상기 외주(OD) 영역은 상기 디스크의 가장 바깥쪽에 위치한 영역이며, 상기 중앙(MD) 영역은 상기 내주(ID) 영역과 상기 외주(OD) 영역 사이에 위치하는 영역이고,
    상기 내주(ID) 영역, 상기 중앙(MD) 영역 및 상기 외주(OD) 영역은 각각 실질적으로 동일한 개수의 실린더가 속하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
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