KR101551620B1 - 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법 및 이에 따른 데이터 저장 장치 - Google Patents

연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법 및 이에 따른 데이터 저장 장치 Download PDF

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Abstract

데이터 저장 장치의 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법이 제공된다. 필터 계수 조절 방법은, 자기 헤드를 자기 디스크의 표면으로부터 제1 기준 높이에 위치시키고, 연속 시간 필터의 차단 주파수를 가변시키면서, 자기 헤드로부터 출력된 리드 신호로부터 채널 상태를 측정하여 다수의 CSM 값들을 출력하는 단계, 자기 헤드를 제1 기준 높이로부터 이격되는 제2 기준 높이에 위치시키고, 다수의 CSM 값들 중에서 선택된 적어도 하나의 CSM 값에 기초하여 제2 기준 높이에 위치하는 자기 헤드로부터 출력된 리드 신호로부터 비트 에러율을 측정하는 단계 및 측정된 비트 에러율에 기초하여 연속 시간 필터의 차단 주파수를 결정하기 위한 필터 계수 값을 조절하는 단계를 포함한다.
Figure R1020090029312
HDD, CTF, CSM, BER

Description

연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법 및 이에 따른 데이터 저장 장치{Method for controlling filter coefficient of continuous time filter and data storage device thereof}
본 발명의 실시예는 데이터 저장 장치의 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법 및 이에 따른 데이터 저장 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기 헤드의 비행 높이 변화를 고려하여 최적의 필터 계수 값을 도출할 수 있는 데이터 저장 장치의 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법 및 이에 따른 데이터 저장 장치에 관한 것이다.
일반적으로 데이터 저장 장치의 하나인 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD)는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운영에 기여하게 된다.
이와 같은 HDD는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크 회전 방향의 밀도인 BPI(Bit Per Inch)와 반경 방향의 밀도인 TPI(Track Per Inch)가 증대되는 추세에 있으므로 그에 따라 더욱 정교한 메커니즘이 요구된다.
HDD는 자기 헤드와 디스크 사이의 간격인 자기 헤드의 비행 높이(flying height)에 따라서 데이터의 리드 및 라이트 성능에 영향을 끼친다. 자기 헤드의 비행 높이는 HDD의 사용 환경, 예컨대 장기 사용 또는 사용 환경의 변화 또는 물리적 충격 등으로 인하여 일시적 또는 영구적으로 변경된다.
자기 헤드의 비행 높이 변화는 데이터의 리드 또는 라이트 성능에 영향을 끼친다. 예컨대, 자기 헤드의 비행 높이가 낮아질수록 리드 및 라이트 성능은 향상되나, 충격 등에 따른 외란에 의하여 자기 헤드와 디스크 간의 충돌이 발생될 가능성이 높아지는 단점이 있고, 자기 헤드의 비행 높이가 높아질수록 자기 헤드와 디스크 간의 충돌 발생 가능성을 줄일 수 있으나, 리드 및 라이트 성능이 악화되는 단점이 있다.
종래에는 목표로 하는 자기 헤드의 비행 높이를 공정 초기에 계산된 FOD(Flying on Demand) 값에 따라 정하고, 이에 따른 연속 시간 필터(Continuous Time Filter; CTF)의 필터 계수를 결정하는 테스트를 진행하였다. 그러나, 상술한 테스트 방법은 HDD의 사용 환경에 따른 자기 헤드의 비행 높이 변경의 변수를 고려하지 않기 때문에, HDD의 불량을 야기하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 최적의 필터 계수 값을 도출할 수 있는 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이러한 연속 시간 필터를 포함하는 데이터 저장 장치를 제공하고자 하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법은, 자기 헤드를 자기 디스크의 표면으로부터 제1 기준 높이에 위치시키고, 연속 시간 필터의 차단 주파수를 가변시키면서, 자기 헤드로부터 출력된 리드 신호로부터 채널 상태를 측정하여 다수의 CSM 값들을 출력하는 단계, 자기 헤드를 제1 기준 높이로부터 이격되는 제2 기준 높이에 위치시키고, 다수의 CSM 값들 중에서 선택된 적어도 하나의 CSM 값에 기초하여 제2 기준 높이에 위치하는 자기 헤드로부터 출력된 리드 신호로부터 비트 에러율을 측정하는 단계 및 측정된 비트 에러율에 기초하여 연속 시간 필터의 차단 주파수를 결정하기 위한 필터 계수 값을 조절하는 단계를 포함한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 장치는, 데이터가 저장되는 자기 디스크, 자기 디스크의 표면으로부터 비행 높이로 이격되며, 자기 디스크의 데이터를 판독하여 리드 신호를 출력하는 자기 헤드, 가변되는 차단 주파수 각각마다 리드 신호를 필터링하여 출력하는 연속 시간 필터, 필터링 된 리드 신호로부터 채널 상태와 비트 에러율을 측정하여 측정 결과를 출력하는 측정부 및 연속 시간 필터의 차단 주파수를 가변시키면서, 측정부로부터 출력되는 측정 결과에 따라 연속 시간 필터의 필터 계수 값을 조절하는 마이크로 프로세서 유닛을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 방법 및 이에 따른 데이터 저장 장치, 사용 환경에 따라 변화할 수 있는 자기 헤드의 비행 높이를 고려하여 최적의 CTF 필터 계수를 도출함으로써, 신뢰성 있는 데이터 저장 장치를 제공할 수 있다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않 는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 블록도이다. 본 실시예에서는 하나의 예로써 데이터 저장 장치가 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD)인 예를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 저장 장치(100)는 적어도 하나의 자기 디스크(110)를 포함하는 저장 매체, 자기 헤드(120), 자기 헤드 제어부(150), 프리-엠프(130), R/W 채널 회로(140) 및 마이크로 프로세서 유닛(Micro Processor Unit; MPU)(160)을 포함할 수 있다.
저장 매체는 적어도 하나의 자기 디스크(110)를 포함할 수 있다. 자기 디스크(110)에는 동심원으로 형성된 다수의 트랙들이 형성될 수 있으며, 다수의 트랙들 각각은 다수의 섹터들을 포함할 수 있다. 다수의 섹터들 각각은 데이터 필드와 서보 필드를 포함할 수 있는데, 서보 필드에는 프리앰블, 서보 어드레스, 그레이 코드 등과 같은 신호가 기록될 수 있다.
상술한 적어도 하나의 자기 디스크(110)는 스핀들 모터(미도시)에 의해 회전될 수 있으며, 데이터를 저장할 수 있다.
자기 헤드(120)는 적어도 하나의 자기 디스크(110) 각각마다 배치될 수 있으며, 자기 디스크(110)의 표면 상부 또는 하부에 위치할 수 있다. 자기 헤드(120)는 변환기(미도시)를 더 포함할 수 있는데, 변환기는 자기 디스크(110)에서 리드 동작 또는 라이트 동작을 수행할 수 있다.
다시 말하면, 변환기를 포함하는 자기 헤드(120)는 회전하는 자기 디스크(110)의 표면 상에서 소정의 이격 높이, 예컨대 비행 높이(Flying Height)에 위치하면서, 자기 디스크(110)를 자화시키켜 라이트 동작을 수행하거나 또는 자기 디스크(110)의 자계를 감지하여 리드 동작을 수행할 수 있다.
또한, 자기 헤드(120)는 비행 높이를 조절하기 위한 소정의 구조체, 예컨대 히터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 히터는 자기 헤드(120)와 자기 디스크(110) 사이에 공기 베어링 층을 형성할 수 있다. 히터는 코일로 제작될 수 있으며, 후술될 자기 헤드 제어부(150)로부터 제공된 히터 전류에 따라 코일에 인가되는 전류의 크기(또는, 양)가 제어되면서 자기 헤드(120)의 비행 높이를 조절할 수 있다. 예컨대, 자기 헤드 제어부(150)로부터 자기 헤드(120)의 히터용 코일에 인가되는 전류의 크기가 클수록 자기 헤드(120)의 비행 높이는 자기 디스크(110)의 표면으로 근접될 수 있다.
자기 헤드 제어부(150)는 MPU(160)로부터 출력된 제1 제어 신호(CNT1)에 따라 자기 헤드(120)의 히터용 코일로 출력되는 히터 전류의 크기를 제어하면서, 자기 헤드(120)의 비행 높이를 조절할 수 있다.
자기 헤드 제어부(150)는 히터 전류 공급부(151)와 컨트롤러(153)를 포함할 수 있다.
히터 전류 공급부(151)는 컨트롤러(153)의 제어에 따라 자기 헤드(120)의 히터용 코일에 히터 전류를 제공할 수 있다.
컨트롤러(153)는 외부, 예컨대 MPU(160)로부터 제공된 제어 신호, 예컨대 제1 제어 신호(CNT1)에 따라 히터 전류 공급부(151)로부터 출력되는 히터 전류의 크기를 조절할 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 예로써, 자기 헤드 제어부(150)가 독립적으로 구성된 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지는 않는다. 예컨대, 자기 헤드 제어부(150)는 자기 헤드(120) 또는 프리-엠프(130) 내부에 위치할 수도 있다.
또한, 자기 헤드 제어부(150)는 히터 전류 공급부(151)만을 포함하여 구성될 수도 있으며, 이때, 히터 전류 공급부(151)는 MPU(160)로부터 직접 제1 제어 신호(CNT1)를 입력받아 출력 전류의 크기를 조절할 수 있다.
프리-엠프(130)는 자기 헤드(120)로부터 출력된 리드 신호를 증폭하거나 또는 외부, 예컨대 호스트(200)로부터 R/W 채널 회로(140)를 통하여 제공된 라이트 신호를 자기 헤드(120)로 출력할 수 있다.
예컨대, 프리-엠프(130)는 데이터 저장 장치(100)의 리드 동작 시에, 자기 헤드(120)가 자기 디스크(110)로부터 픽업한 리드 신호, 예컨대 아날로그 리드 신호를 수신하여 증폭할 수 있으며, 증폭된 리드 신호를 R/W 채널 회로(140)로 출력할 수 있다.
또한, 프리-엠프(130)는 데이터 저장 장치(100)의 라이트 동작 시에, 호스트(200)로부터 제공된 라이트 신호, 예컨대 호스트(200)로부터 R/W 채널 회로(140)를 통해 제공된 라이트 신호를 자기 헤드(120)로 출력할 수 있으며, 자기 헤드(120)를 통하여 자기 디스크(110)에 라이트 신호가 기록되도록 제어할 수 있다.
R/W 채널 회로(140)는 프리-엠프(130)로부터 출력된 리드 신호로부터 데이터 펄스를 검출하고, 이를 디코딩하여 호스트 인터페이스(미도시)를 통하여 호스트(200)로 제공할 수 있다. 또한, R/W 채널 회로(140)는 호스트 인터페이스를 통하여 호스트(200)로부터 제공된 라이트 신호를 인코딩하고, 인코딩된 라이트 신호를 프리-엠프(130)로 제공할 수 있다.
한편, R/W 채널 회로(140)는 데이터 저장 장치(100)의 리드 동작 시에, 자기 헤드(120)로부터 제공된 리드 신호를 이용하여 데이터 저장 장치(100)의 리드 동작 성능을 테스트할 수 있다. 이에 따라, R/W 채널 회로(140)는 연속 시간 필터(Continuous Time Filter; CTF)(141)와 측정부(143, 145)를 포함할 수 있다.
다시 말하면, R/W 채널 회로(140)는 자기 헤드(120)의 비행 높이가 외부 환경, 예컨대 외부로부터의 충격 또는 동작 온도 또는 습도 등에 따라 변화되는 것을 고려하여 데이터 저장 장치(100)의 리드 동작 테스트를 수행할 수 있으며, 리드 동작 테스트의 결과에 따라 내부의 CTF(141)의 필터 계수 값을 조절하여 최적화된 CTF(141)를 구현할 수 있다.
CTF(141)는 적어도 하나의 차단 주파수, 예컨대 제1 차단 주파수와 제2 차단 주파수에 따라 리드 신호를 필터링 할 수 있으며, 원하는 주파수 대역의 리드 신호를 출력할 수 있다.
예컨대, CTF(141)의 제1 차단 주파수는 리드 신호의 컷-오프(cut-off)를 제어할 수 있는 컷-오프 주파수일 수 있으며, 제2 차단 주파수는 리드 신호의 부스팅(boosting)을 제어할 수 있는 부스트 주파수일 수 있다. 부스트 주파수는 CTF(141)의 컷-오프 성능을 향상시키기 위하여 CTF(141) 필터링 레벨을 부스팅하는 역할을 수행할 수 있다.
측정부(143, 145)는 CTF(141)로부터 출력된 리드 신호, 즉 필터링 된 리드 신호로부터 채널 상태와 비트 에러율을 측정할 수 있으며, 측정부(143, 145)의 측정 결과에 따라 MPU(160)는 CTF(141)의 필터 계수 값을 조절할 수 있는 제어 신호를 출력할 수 있다. 측정부(143, 145)는 채널 상태 측정부(Channel Statistics Measurement; CSM)(143)와 비트 에러율 측정부(Bit Error Ratio; BER)(145)를 포함할 수 있다.
CSM 측정부(143)는 CTF(141)로부터 출력되는 필터링 된 리드 신호로부터 채널 상태를 측정할 수 있으며, 측정 결과에 따라 CSM 값을 출력할 수 있다.
CTF(141)는 MPU(160)로부터 제공된 제어 신호, 예컨대 제2 제어 신호(CNT2)에 따라 차단 주파수들, 예컨대 제1 차단 주파수와 제2 차단 주파수를 가변시킬 수 있다. CSM 측정부(143)는 가변되는 제1 차단 주파수 또는 제2 차단 주파수 각각에 따라 CTF(141)로부터 출력되는 필터링 된 리드 신호로부터 채널 상태를 측정하고, 가변되는 다수의 차단 주파수들 각각에 대응되는 다수의 CSM 값들을 MPU(160)로 출력할 수 있다.
BER 측정부(145)는 CSM 측정부(143)로부터 출력되는 다수의 CSM 값들 중에서 적어도 하나의 CSM 값에 대응되는 필터링 된 리드 신호로부터 비트 에러율을 측정할 수 있으며, 측정 결과에 따른 비트 에러율을 MPU(160)로 출력할 수 있다.
예컨대, BER 측정부(145)는 CSM 측정부(143)로부터 출력되는 다수의 CSM 값 들 중에서 최대 값을 가지는 CSM 값을 제외한 나머지 CSM 값들 각각에 대응되는 CTF(141)의 차단 주파수들 각각에 의하여 CTF(141)로부터 출력된 리드 신호들 각각에 대한 비트 에러율을 측정할 수 있다.
이때, CTF(141)는 MPU(160)로부터 제공된 제3 제어 신호(CNT3)에 의해 최대 값을 가지는 CSM 값을 제외한 나머지 CSM 값들 각각에 대응되는 차단 주파수들 각각에 의하여 순차적으로 가변될 수 있다.
BER 측정부(145)는 측정 결과에 따라 출력된 다수의 비트 에러율 값들을 MPU(160)로 출력할 수 있으며, MPU(160)는 다수의 비트 에러율 값들 중에서 하나의 비트 에러율 값, 즉 최소 값을 가지는 하나의 비트 에러율 값을 선택할 수 있다.
또한, MPU(160)는 선택된 하나의 비트 에러율 값에 대응되는 CTF(141)의 차단 주파수를 추출하고, CTF(141)가 추출된 하나의 차단 주파수에서 동작하도록 CTF(141)의 필터 계수 값을 조절하기 위한 제4 제어 신호(CNT4)를 출력할 수 있다.
이에 따라, CTF(141)는 MPU(160)로부터 출력된 제4 제어 신호(CNT4)에 의해 필터 계수 값을 조절할 수 있으며, 최적의 필터링을 수행할 수 있다.
MPU(160)는 데이터 저장 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 다수의 제어 신호들을 출력할 수 있다. MPU(160)로부터 출력되는 다수의 제어 신호들 각각은 자기 헤드 제어부(150)로 출력되는 제1 제어 신호(CNT1)와, CTF(141)로 출력되는 제2 제어 신호(CNT2), 제3 제어 신호(CNT3) 및 제4 제어 신호(CNT4)를 포함할 수 있다. 여기서, 제3 제어 신호(CNT3)는 CSM 측정부(143)로부터 출력되는 다수의 CSM 값들에 따라 생성될 수 있으며, 제4 제어 신호(CNT4)는 BER 측정부(145)로부터 출력되 는 다수의 비트 에러율 값들에 따라 생성될 수 있다.
호스트(200)는 자기 디스크(110)에 라이트 될 데이터를 R/W 채널 회로(140)로 전송하거나, 자기 디스크(110)로부터 각각의 구성 요소들(120, 130 및 140)에 의해 리드된 리드 데이터를 수신할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4b를 참조하여 상술한 데이터 저장 장치의 최적의 CTF 설계 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 데이터 저장 장치의 연속 시간 필터 설계의 필터 계수를 조절하는 동작에 따른 동작 순서도이고, 도 3a 내지 도 4b는 도 2의 데이터 저장 장치의 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 동작에 따른 실시예들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 자기 헤드(120)는 자기 헤드 제어부(150)로부터 제1 제어 신호(CNT1)에 따라 출력된 히터 전류에 의해 제1 비행 높이, 예컨대 자기 디스크(110)의 표면으로부터 제1 기준 높이로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 기준 높이는 대략 3 ㎚일 수 있다.
MPU(160)는 R/W 채널 회로(140)의 CTF(141)에 제2 제어 신호(CNT2)를 출력하여 CTF(141)의 차단 주파수를 소정의 스텝으로 증가 또는 감소시키면서 가변시킬 수 있다(S10).
이때, 자기 헤드(120)는 제1 기준 높이에서 비행하면서 자기 디스크(110)로부터 데이터를 리드하고, 리드 신호를 프리-엠프(130)를 통해 R/W 채널 회로(140)로 출력할 수 있다. 또한, CTF(141)는 가변되는 차단 주파수에 따라 각각의 주파수에 대응되는 필터링 된 리드 신호를 출력할 수 있다.
예컨대, 도 3a에는 CTF(141)가 MPU(160)로부터 출력된 제2 제어 신호(CNT2)에 따라 컷-오프 차단 주파수(FC)를 순차적으로 가변시키는 실시예가 도시되어 있으며, 도 4a에는 CTF(141)가 MPU(160)로부터 출력된 제2 제어 신호(CNT2)에 따라 부스트 주파수(FB)를 순차적으로 가변시키는 실시예가 도시되어 있다.
CSM 측정부(143)는 CTF(141)가 가변되는 차단 주파수에 따라 출력하는 다수의 필터링 된 리드 신호들 각각에 대하여 채널 상태를 측정할 수 있으며, 측정 결과에 따른 다수의 CSM 값들을 출력할 수 있다(S20).
예컨대, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, CSM 측정부(143)는 가변되는 다수의 컷-오프 차단 주파수(FC)에 따라 다수의 CSM 값들을 출력할 수 있다. 이때, MPU(160)는 다수의 CSM 값들 중에서 최대 CSM 값을 제외한 나머지 CSM 값들을 추출할 수 있다.
예컨대, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, MPU(160)는 컷-오프 차단 주파수(FC)가 C0인 경우에 측정된 최대 CSM 값 1639를 제외한 나머지 CSM 값들을 추출할 수 있다.
또한, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, CSM 측정부(143)는 가변되는 다수의 부스트 주파수(FB)에 따라 다수의 CSM 값들을 출력할 수 있다. 이때, MPU(160)는 다수의 CSM 값들 중에서 최대 CSM 값을 제외한 나머지 CSM 값들을 추출할 수 있다.
예컨대, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, MPU(160)는 부스트 주파수(FB)가 B8인 경우에 측정된 최대 CSM 값 3572를 제외한 나머지 CSM 값들을 추출할 수 있다.
CSM 값들이 추출되면, MPU(160)는 자기 헤드 제어부(150)로 출력되는 제1 제어 신호(CNT1)를 조절하여 자기 헤드(120)의 비행 높이를 조절할 수 있다(S30).
예컨대, MPU(160)로부터 출력되는 조절된 제1 제어 신호(CNT1)는 자기 헤드 제어부(150)의 히터 전류 공급부(151)로부터 출력되는 히터 전류의 크기를 조절할 수 있으며, 이에 따라 자기 헤드(120)의 비행 높이는 조절될 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 예로써, 조절된 제1 제어 신호(CNT1)에 의해 히터 전류 공급부(151)로부터 출력되는 히터 전류의 크기가 작아질 수 있으며, 이에 따라 자기 헤드(120)는 제1 기준 높이보다 더 높은 제2 기준 높이로 조절되는 예를 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지는 않으며, 자기 헤드(120)의 비행 높이는 히터 전류 공급부(151)로부터 출력되는 히터 전류의 크기에 따라 제1 기준 높이로부터 수직한 법선 방향으로 ±△d (여기서, d는 제2 기준 높이-제1 기준 높이의 절대값, 예컨대 ±5 ㎚)로 조절될 수 있다.
자기 헤드(120)의 비행 높이가 제2 기준 높이로 조절된 후, MPU(160)는 CTF(141)에 제3 제어 신호(CNT3)를 출력하여 CTF(141)의 차단 주파수를 가변시킬 수 있으며, 가변되는 CTF(141)의 차단 주파수들 각각에 의해 출력되는 리드 신호들 각각에 대하여 비트 에러율을 측정할 수 있다(S40).
예컨대, MPU(160)는 CTF(141)의 차단 주파수를 가변시키기 위하여 추출된 CSM 값들, 즉 최대 CSM값을 제외한 나머지 CSM 값들 각각에 대응하는 주파수를 추출할 수 있으며, 추출된 주파수들에 따라 CTF(141)의 차단 주파수를 가변시킬 수 있다.
다시 말하면, MPU(160)는 추출된 다수의 CSM 값들 중에서 최대 CSM 값에 대응되는 주파수, 예컨대 도 3a에 도시된 컷-오프 차단 주파수(FC) C0와 도 4a에 도시된 부스트 주파수(FB) B8을 제외한 나머지 주파수들을 추출할 수 있다. 이어, MPU(160)는 추출된 다수의 주파수들에 따라 CTF(141)의 차단 주파수를 가변시킬 수 있다.
이어, BER 측정부(145)는 가변되는 각각의 차단 주파수에 따라 CTF(141)로부터 출력되는 다수의 필터링 된 리드 신호로부터 비트 에러율을 측정하고, 측정 결과 값, 예컨대 다수의 비트 에러율 값들을 출력할 수 있다. 다수의 비트 에러율 값들은 MPU(160)로 출력될 수 있다.
MPU(160)는 다수의 비트 에러율 값들 중에서 하나의 값, 예컨대 최소 비트 에러율 값을 선택하고, 선택된 최소 비트 에러율 값에 대응되는 CTF(141)의 차단 주파수를 추출할 수 있다.
MPU(160)는 추출된 차단 주파수에서 CTF(141)가 동작할 수 있도록 하기 위한 제어 신호, 예컨대 CTF(141)의 필터 계수 값을 조절할 수 있는 제4 제어 신호(CNT4)를 출력할 수 있다. CTF(141)는 제4 제어 신호(CNT4)에 따라 필터 계수 값을 조절할 수 있다(S50).
도 1, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, BER 측정부(145)는 가변되는 각각의 컷-오프 차단 주파수(FC)마다 CTF(141)로부터 출력되는 필터링 된 리드 신호로부터 비트 에러율을 측정할 수 있다.
MPU(160)는 측정된 다수의 BER 값들 중에서 최소의 BER 값, 예컨대 컷-오프 차단 주파수(FC)가 80인 경우에 측정되는 BER 값 -4.61을 선택할 수 있다.
MPU(160)는 선택된 BER 값 -4.61에 대응되는 컷-오프 차단 주파수(FC) 80을 추출하고, CTF(141)가 컷-오프 차단 주파수(FC) 80에서 동작하도록 하기 위한 제4 제어 신호(CNT4)를 출력할 수 있다.
CTF(141)는 제4 제어 신호(CNT4)에 따라 컷-오프 차단 주파수(FC)가 80이 되도록 필터 계수 값을 조절할 수 있다.
도 1, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, BER 측정부(145)는 가변되는 각각의 부스트 주파수(FB)마다 CTF(141)로부터 출력되는 필터링 된 리드 신호로부터 비트 에러율을 측정할 수 있다.
MPU(160)는 측정된 다수의 BER 값들 중에서 최소의 BER 값, 예컨대 부스트 주파수(FB)가 90인 경우에 측정되는 BER 값 -7.03을 선택할 수 있다.
MPU(160)는 선택된 BER 값 -7.03에 대응되는 부스트 주파수(FB) 90을 추출하고, CTF(141)가 부스트 주파수(FB) 90에서 동작하도록 하기 위한 제4 제어 신호(CNT4)를 출력할 수 있다.
CTF(141)는 제4 제어 신호(CNT4)에 따라 부스트 주파수(FB)가 90이 되도록 필터 계수 값을 조절할 수 있다.
즉, 상술한 실시예들에 따른 데이터 저장 장치(100)는 인위적으로 자기 헤드(120)의 비행 높이를 최적 높이가 아니도록 조절하고, 이에 따른 자기 헤드(120)의 리딩 동작 성능을 측정하여 CTF(141)의 최적의 필터 계수를 도출하고, 이에 따라 CTF(141)를 최적의 필터링 동작 상태로 조절할 수 있다. 이에 따라, 데이터 저 장 장치(100)의 사용 환경에 따라 자기 헤드(120)의 비행 높이가 변화하더라도, 최적의 CTF(141) 필터링 동작을 수행할 수 있으며, 신뢰성 있는 데이터 저장 장치(100)의 리드 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에서는 데이터 저장 장치(100)가 리드 동작을 수행함에 있어서의 최적의 CTF(141) 필터 계수를 도출하는 방법에 대하여 기술하였다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지는 않으며, 데이터 저장 장치(100)가 라이트 동작을 수행함에 있어서의 최적의 CTF(141) 필터 계수를 도출하는 방법에도 사용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 데이터 저장 장치의 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 동작에 따른 순서도이다.
도 3a 내지 도 4b는 도 2의 데이터 저장 장치의 연속 시간 필터의 필터 계수 조절 동작에 따른 실시예들이다.

Claims (11)

  1. 데이터 저장 디바이스의 연속 시간 필터의 필터 계수 제어 방법으로서,
    자기 헤드를 자기 디스크의 표면으로부터 제1 기준 높이에 위치시키고, 연속 시간 필터(Continuous Time Filter; CTF)의 차단 주파수를 가변시키면서, 상기 자기 헤드로부터 출력된 리드 신호로부터 채널 상태를 측정하여 복수의 채널 통계 측정(Channel Statistics Measurement; CSM) 값들을 출력하는 단계;
    상기 자기 헤드를 상기 제1 기준 높이로부터 이격되는 제2 기준 높이에 위치시키고, 상기 복수의 CSM 값들 중에서 선택된 적어도 하나의 CSM 값에 기초하여 상기 제2 기준 높이에 위치되는 상기 자기 헤드로부터 출력된 리드 신호로부터 비트 에러율(Bit Error Ratio; BER)을 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 비트 에러율에 기초하여 상기 연속 시간 필터의 상기 차단 주파수를 결정하기 위한 필터 계수 값을 제어하는 단계를 포함하는,
    데이터 저장 디바이스의 연속 시간 필터의 필터 계수 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 비트 에러율을 측정하는 단계는,
    상기 복수의 CSM 값들 중에서 최대 CSM 값을 제외한 나머지 CSM 값들을 샘플링하는 단계;
    상기 자기 헤드를 상기 제2 기준 높이에 위치시키는 단계; 및
    샘플링된 상기 나머지 CSM 값들에 기초하여 상기 리드 신호로부터 상기 비트 에러율을 측정하는 단계를 포함하는,
    데이터 저장 디바이스의 연속 시간 필터의 필터 계수 제어 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 비트 에러율을 측정하는 단계는,
    샘플링된 상기 나머지 CSM 값들 각각에 대응하는 상기 연속 시간 필터의 상기 차단 주파수들 각각을 가변시키는 단계를 더 포함하는,
    데이터 저장 디바이스의 연속 시간 필터의 필터 계수 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 CSM 값들을 출력하는 단계는,
    상기 연속 시간 필터의 차단 주파수를 순차적으로 가변시키면서, 상기 차단 주파수에 따라 상기 리드 신호로부터 상기 채널 상태를 측정하는 단계; 및
    측정 결과에 따라 상기 복수의 CSM 값들을 출력하는 단계를 포함하는,
    데이터 저장 디바이스의 연속 시간 필터의 필터 계수 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 CSM 값들을 출력하는 단계는,
    상기 연속 시간 필터의 부스트(boost) 주파수를 순차적으로 가변시키면서, 상기 부스트 주파수에 따라 상기 리드 신호로부터 상기 채널 상태를 측정하는 단계; 및
    측정 결과에 따라 상기 복수의 CSM 값들을 출력하는 단계를 포함하는,
    데이터 저장 디바이스의 연속 시간 필터의 필터 계수 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 차단 주파수를 결정하기 위한 필터 계수 값을 제어하는 단계는,
    측정된 적어도 하나의 비트 에러율 중에서 최소 값을 가지는 하나의 비트 에러율에 대응하는 상기 연속 시간 필터의 상기 차단 주파수에 따라 상기 필터 계수 값을 제어하는 단계를 포함하는,
    데이터 저장 디바이스의 연속 시간 필터의 필터 계수 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 자기 헤드는 상기 제1 기준 높이로부터 법선 방향으로 이격되는 상기 제2 기준 높이에 위치하도록 제어되는,
    데이터 저장 디바이스의 연속 시간 필터의 필터 계수 제어 방법.
  8. 데이터 저장 디바이스로서,
    데이터가 저장되는 자기 디스크;
    상기 자기 디스크의 표면으로부터 비행 높이로 이격되며, 상기 자기 디스크의 상기 데이터를 판독하여 리드 신호를 출력하는 자기 헤드;
    가변되는 차단 주파수 각각마다 상기 리드 신호를 필터링하여 출력하는 연속 시간 필터(Continuous Time Filter; CTF);
    필터링된 상기 리드 신호로부터 채널 상태와 비트 에러율을 측정하여 측정 결과를 출력하는 측정부; 및
    상기 연속 시간 필터의 차단 주파수를 가변시키면서, 상기 측정부로부터 출력되는 상기 측정 결과에 따라 상기 연속 시간 필터의 필터 계수 값을 제어하기 위한 마이크로 프로세서 유닛을 포함하는,
    데이터 저장 디바이스.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 측정부는,
    필터링된 상기 리드 신호로부터 채널 상태를 측정하고, 복수의 채널 통계 측정(Channel Statistics Measurement; CSM) 값들을 출력하는 CSM 측정부; 및
    상기 복수의 CSM 값들 중에서 적어도 하나의 CSM 값에 대응되는 필터링된 상기 리드 신호로부터 비트 에러율(Bit Error Ratio; BER)을 측정하고, 적어도 하나의 비트 에러율 값을 출력하는 BER 측정부를 포함하고,
    상기 마이크로 프로세서 유닛은, 상기 적어도 하나의 비트 에러율 값 중에서 최소 비트 에러율 값에 대응하는 상기 연속 시간 필터의 하나의 차단 주파수를 샘플링하고, 샘플링된 상기 하나의 차단 주파수에 따라 상기 필터 계수 값을 제어하는,
    데이터 저장 디바이스.
  10. 제9 항에 있어서,
    자기 헤드 제어부를 더 포함하고,
    상기 자기 헤드 제어부는 상기 CSM 측정부가 상기 복수의 CSM 값들을 출력하면, 상기 자기 헤드의 상기 비행 높이를 법선 방향으로 제어하는,
    데이터 저장 디바이스.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 데이터 저장 디바이스는 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD)인,
    데이터 저장 디바이스.
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