KR101844497B1 - 듀얼 채널 hdd 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

하드 디스크 드라이브 시스템은 제 1 채널 모듈 및 제 2 채널 모듈을 포함한다. 상기 제 1 채널 모듈은 하드 디스크 어셈블리의 디스크의 제 1 표면으로부터 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 기록할 때 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 1 증폭기 모듈로부터 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하도록 구성된다. 상기 제 2 채널 모듈은 상기 제 1 채널 모듈이 상기 제 1 증폭기 모듈로부터 상기 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하는 동안, 상기 디스크의 제 2 표면으로부터 판독하거나 또는 상기 제 2 표면에 기록할 때 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 2 증폭기 모듈로부터 제 2 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 2 증폭기 모듈에 상기 제 2 데이터를 전송하도록 구성된다.

Description

듀얼 채널 HDD 시스템들 및 방법들{DUAL CHANNEL HDD SYSTEMS AND METHODS}
본 출원은 2012년 1월 18일 출원된 미국 특허 출원 제13/352,744호의 우선권, 및 2011년 6월 21일 출원된 미국 가출원 제61/499,422호 및 2011년 1월 19일 출원된 미국 가출원 제61/434,370호에 대한 이익을 주장한다. 이 출원들은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은 하드 디스크 드라이브들에 관한 것이며, 더 특별하게는 하드 디스크 드라이브들의 판독 및 기록 엑세스 채널들(read and write access chanels)에 관한 것이다.
본 명세서에서 제공되는 배경 설명은 본 발명의 맥락을 전반적으로 제시하는 목적을 위한 것이다. 본 배경기술 섹션에서 설명되는 정도의 현재 유명한 발명가들의 기술뿐만 아니라 출원 당시에 선행 기술로서 달리 자격이 없는 본 설명의 양상들이 명시적으로 또는 묵시적으로 본 발명에 대한 선행 기술로 인정되는 것은 아니다.
하드 디스크 드라이브(HDD)가 드라이브 제어 모듈(또는 HDD 시스템-온-칩(SOC) 제어기) 및 하드 디스크 어셈블리(HDA)를 포함할 수 있다. 상기 드라이브 제어 모듈은 호스트 인터페이스로부터 수신된 판독 및/또는 기록 명령 신호들에 기초하여 상기 호스트 인터페이스와 상기 HDA 사이에서 데이터를 전송한다. 상기 호스트 인터페이스는 컴퓨터와 같은 호스트에 연결될 수 있다.
상기 HDA는 자기적으로 데이터를 저장하는 데 사용되는 마그네틱 표면들을 구비한 하나 이상 원형 플래터들(circular platters)(즉, 디스크들)을 포함할 수 있다. 상기 HDA는 디스크마다 두개의 판독 및 기록 헤드들(이하 "헤드들")을 포함할 수 있다. 상기 헤드들은 상기 디스크들의 마그네틱 표면들로부터 데이터를 판독하고, 그리고 상기 마그네틱 표면들에 데이터를 기록하는 데 사용된다. 상기 데이터는 사용자 데이터 또는 서보 데이터를 포함할 수 있다. 사용자 데이터는 HDD와 호스트 사이에 전송되는 데이터를 나타낸다. 서보 데이터는, 예를 들어, 셀프-서보 기록 프로세스 동안에 디스크에 기록되고, 그리고 디스크에 헤드의 위치를 표시하는 데 사용되는 데이터를 나타낸다. 상기 디스크의 헤드들은 상기 디스크의 서로 반대측들 및 헤드 어셈블리에 마운팅된다. 상기 헤드 어셈블리는 엑추에이터 암(actuator arm)의 단부에 마운팅된다. 상기 엑추에이터 암은 보이스 코일 모터(voice coil motor : VCM)에 의해 상기 디스크에 대하여(relative to) 이동된다.
각각의 디스크들은 상기 디스크의 양 측면들 모두 상에 트랙들(tracks)을 구비할 수 있다. 디스크의 제 1 측면에서의 상기 트랙들은 상기 디스크의 제 2 측면에서의 제 2 트랙들과 정렬되지(align) 않는다. 이것 때문에, 한 번에 디스크의 하나의 측면이 엑세스된다. 상기 디스크의 타겟 측면(target side)에서의 타겟 위치에 엑세스하기 위해서, 상기 헤드 어셈블리가 이동되며, 그런 다음 상기 디스크의 상기 타겟 측면에 대한 해당 헤드가 이동된다.
상기 드라이브 제어 모듈은 호스트 인터페이스 제어 모듈, 버퍼 관리 모듈, 서보 제어 모듈, 판독 및 기록 채널 모듈, 및 하드 디스크 제어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 호스트 인터페이스 제어 모듈은 상기 호스트로부터 판독 및 기록 명령 신호들을 수신하며, 상기 호스트 인터페이스와 상기 버퍼 관리 모듈 사이에서의 사용자 데이터의 전송을 제어한다. 상기 버퍼 관리 모듈은 호스트 인터페이스로부터 수신된 사용자 데이터가 상기 디스크들에 저장되기 이전에 그 사용자 데이터를 버퍼에 저장한다. 상기 버퍼 관리 모듈은 또한 상기 디스크들로부터 수신된 사용자 데이터가 상기 호스트 인터페이스를 통해 상기 호스트에 전송되기 이전에 그 사용자 데이터를 저장한다.
디스크의 측면으로부터 판독하거나 또는 그 측면에 기록할 때, 상기 서보 제어 모듈은 처음에 상기 헤드 어셈블리의 위치를 정하고(거친 조정으로 지칭됨), 그런 다음 상기 헤드 어셈블리의 헤드들 중 하나의 위치를 정한다(미세 조정으로 지칭됨). 예를 들어, 상기 서보 제어 모듈은 상기 디스크의 제 1 측면에 엑세스할 때 상기 판독 및 기록 채널 모듈로부터의 제 1 서보 피드백 신호에 기초하여 상기 헤드 어셈블리의 위치를 정한다. 상기 제 1 서보 피드백 신호는 HDA의 전치 증폭기(preamplifier)를 통해 최초로 생성된다. 상기 제 1 서보 피드백 신호는 디스크의 제 1 측면에 기록된 제 1 서보 데이터에 기초하여 생성되며, 디스크의 제 1 측면에서의 제 1 헤드의 위치를 나타낸다. 그런 다음, 상기 서보 제어 모듈은 상기 제 1 서보 피드백 신호에 기초하여 디스크의 제 1 측면에서의 타겟 위치로부터 판독하거나 또는 그 위치에 기록하도록 상기 제 1 헤드의 위치를 정한다.
상기 디스크의 제 2 측면(디스크의 제 1 측면에 반대 측면)에서의 데이터에 엑세스하기 위해서, 상기 서보 제어 모듈은 상기 헤드 어셈블리의 위치를 조정하고, 그런 다음 디스크의 제 2 측면에서의 제 2 헤드의 위치를 조정할 수 있다. 상기 서보 제어 모듈은 제 2 서보 피드백 신호에 기초하여 상기 헤드 어셈블리 및 상기 제 2 헤드의 위치를 조정한다. 상기 전치 증폭기 모듈은 제 2 서보 피드백 신호를 생성하기 위해서, 디스크의 제 1 측면으로부터 서보 정보를 판독하는 것에서 디스크의 제 2 측면으로부터 서보 정보를 판독하는 것으로 전환한다. 상기 전치 증폭기 모듈은 상기 판독 및 기록 채널 모듈에 제 2 서보 피드백 신호를 제공한다. 상기 제 2 서보 피드백 신호는 디스크의 제 2 측면에서의 제 2 헤드의 위치를 나타낸다.
상기 판독 및 기록 채널 모듈은 상기 제 1 서보 피드백 신호 또는 상기 제 2 서보 피드백 신호 중 하나를 상기 서보 제어 모듈에 전달한다. 상기 하드 디스크 제어 모듈은 상기 버퍼 관리 모듈과 상기 HDA 사이에서의 데이터 전송을 제어한다.
HDD의 성능을 향상시키기 위해, HDD의 판독 및 기록 속도가 증가될 필요가 있다. 이는 증가된 속도에서 HDD의 디스크들을 회전시키는 것을 요구한다. 비록 디스크의 회전 속도를 증가시키는 것은 HDD의 성능(예를 들어, 데이터 전송 속도)을 향상시킬 수 있지만, 증가된 회전 속도에서의 오퍼레이션(operation)은 그와 관련된 단점들을 갖는다. 상기 단점들은 증가된 파워 소비, HDD의 전자 컴포넌트들의 증가된 에러들, 및 판독 및 기록 오퍼레이션들을 수행할 때 생성되는 신호들의 감소된 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio : SNR)들을 포함한다. 또한, 고속 하드 디스크 드라이브들은 적절하게 동작하는 HDD를 제공하는 데 필요한 컴포넌트들의 재료들 및 품질에 기인하여 저속 HDD들보다 제조하는데 비용이 더 많이 든다.
증가된 HDD의 성능 요건들에 추가하여, HDD 저장 밀도 요구들도 또한 증가한다. 일반적으로 저장 밀도 요구들이 증가함에 따라, 셀프-서보 기록 절차들, 결함 검사(defect scanning), 및 공장 번-인 절차들(factory burn-in procedures) (즉, 제조 동안에 수행되는 테스트 절차들)을 수행하는 데 필요한 긴 시간 때문에 HDD는 제조하는데 비용이 더 많이 든다.
하드 디스크 드라이브 시스템이 제공되며, 제 1 채널 모듈 및 제 2 채널 모듈을 포함한다. 상기 제 1 채널 모듈은 하드 디스크 어셈블리의 디스크의 제 1 표면으로부터 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 기록할 때 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 1 증폭기 모듈로부터 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하도록 구성된다. 상기 제 1 채널 모듈이 상기 제 1 증폭기 모듈로부터 상기 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하는 동안, 상기 제 2 채널 모듈은 상기 디스크의 제 2 표면에 판독하거나 또는 기록할 때 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 2 증폭기 모듈로부터 제 2 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 2 증폭기 모듈에 상기 제 2 데이터를 전송하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 제 2 채널 모듈이 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 2 데이터를 판독하는 동안, 상기 제 1 채널 모듈은 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 1 데이터를 판독하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 상기 제 2 채널 모듈이 상기 제 2 표면에 상기 제 2 데이터를 기록하는 동안, 상기 제 1 채널 모듈은 상기 제 1 표면에 상기 제 1 데이터를 기록하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 하드 디스크 드라이브 시스템은 버퍼로부터 데이터의 섹터들을 수신하거나 또는 상기 버퍼에 상기 데이터의 섹터들을 전송하도록 구성된 버퍼 관리 모듈을 더 포함한다. 상기 데이터의 섹터들은 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터를 포함한다. 다른 특징들에서, 상기 버퍼 관리 모듈은 제 1 엑세스 모듈 및 제 2 엑세스 모듈을 포함한다. 상기 제 1 엑세스 모듈은 상기 버퍼와 제 1 제어 모듈 사이에 상기 제 1 데이터를 전송하도록 구성된다. 상기 제 2 엑세스 모듈은 상기 제 1 엑세스 모듈이 상기 버퍼와 상기 제 1 제어 모듈 사이에 상기 제 1 데이터를 전송하는 동안, 상기 버퍼와 제 2 제어 모듈 사이에 상기 제 2 데이터를 전송하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 제 1 제어 모듈은 제 1 결함 모듈, 제 1 섹터 추적 모듈, 및 제 1 형식 모듈을 포함한다. 상기 제 1 결함 모듈은 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 결함 있는 섹터들을 매핑하도록 구성된다. 상기 제 1 섹터 추적 모듈은 상기 제 1 데이터가 상기 디스크의 상기 제 1 표면으로부터 판독되거나 또는 상기 제 1 표면에 기록되는 엑세스 위치를 추적하도록 구성된다. 제 1 형식 모듈은 상기 제 1 데이터의 제 1 형식을 추적하도록 구성된다. 상기 제 2 제어 모듈은 제 2 결함 모듈, 제 2 섹터 추적 모듈, 및 제 2 형식 모듈을 포함한다. 상기 제 2 결함 모듈은 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 결함 있는 섹터들을 매핑하도록 구성된다. 제 2 섹터 추적 모듈은 상기 제 2 데이터가 상기 디스크의 상기 제 2 표면으로부터 판독되거나 또는 상기 제 2 표면에 기록되는 엑세스 위치를 추적하도록 구성된다. 상기 제 2 형식 모듈은 상기 제 2 데이터의 제 2 형식을 추적하도록 구성된다. 상기 제 1 채널 모듈 및 상기 제 2 채널 모듈 중 적어도 하나는 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 상기 결함 있는 섹터들의 맵(map) 및 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 상기 결함 있는 섹터들의 맵에 기초하여 호스트에 상기 디스크에서의 공간의 총량을 보고한다.
다른 특징들에서, 상기 제 1 표면은 상기 디스크의 제 1 측면에 있으며, 그리고 상기 제 2 표면은 상기 디스크의 제 2 측면에 있고 상기 제 1 표면에 반대측이다. 다른 특징들에서, 상기 하드 디스크 드라이브 시스템은 상기 하드 디스크 어셈블리를 더 포함한다. 상기 하드 디스크 어셈블리는 제 1 헤드 및 제 2 헤드를 포함한다. 상기 제 1 헤드는 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 1 데이터를 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 상기 제 1 데이터를 기록하도록 구성된다. 상기 제 2 헤드는 상기 제 1 헤드가 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 1 데이터를 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 상기 제 1 데이터를 기록하는 것과 동시에 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 2 데이터를 판독하거나 또는 상기 제 2 표면에 상기 제 2 데이터를 기록하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 하드 디스크 드라이브 시스템은 제 1 서보 헤드 모듈, 제 1 드라이버 모듈, 제 2 서보 헤드 모듈, 및 제 2 드라이버 모듈을 더 포함한다. 상기 제 1 서보 헤드 모듈은 상기 제 1 채널 모듈로부터의 제 1 피드백 신호에 기초하여 제 1 서보 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 제 1 드라이버 모듈은 상기 제 1 서보 신호에 기초하여 상기 제 1 헤드의 제 1 엑추에이터를 구동하도록 구성된다. 상기 제 2 서보 헤드 모듈은 상기 제 2 채널 모듈로부터의 제 2 피드백 신호에 기초하여 제 2 서보 신호를 생성하도록 구성된다. 제 2 드라이버 모듈은 상기 제 1 드라이버 모듈이 상기 제 1 엑추에이터를 구동하는 동안, 상기 제 2 서보 신호에 기초하여 상기 제 2 헤드의 제 2 엑추에이터를 구동하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 하드 디스크 드라이브 시스템은 제 2 서보 기록 신호를 생성하는 동안, 제 1 서보 기록 신호를 생성하도록 구성된 셀프-서보 기록 모듈을 더 포함한다. 상기 제 1 채널 모듈은 상기 제 1 표면에 제 1 서보 데이터를 기록한다. 상기 제 1 채널 모듈이 상기 제 1 표면에 제 1 서보 데이터를 기록하는 동안, 상기 제 2 채널 모듈은 상기 제 2 표면에 제 2 서보 데이터를 기록한다.
다른 특징들에서, 하드 디스크 드라이브 시스템을 동작시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 하드 디스크 어셈블리의 디스크의 제 1 표면으로부터 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 기록할 때 제 1 채널 모듈을 통해 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 1 증폭기 모듈로부터 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 채널 모듈을 통해 상기 제 1 증폭기 모듈로부터 상기 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하는 동안, 제 2 데이터는 상기 디스크의 제 2 표면에 판독하거나 또는 기록할 때 제 2 채널 모듈을 통해 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 2 증폭기 모듈로부터 수신되거나 또는 상기 제 2 증폭기 모듈에 전송된다.
본 발명의 응용의 추가 영역들은 상세한 설명, 청구 범위, 및 도면들로부터 명백하게 될 것이다. 상세한 설명 및 특정 예들은 오직 예시의 목적들을 위해 의도되며, 본 발명의 범위를 한정하고자 함이 아니다.
본 발명은 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 더 완전하게 이해될 것이다, 여기서:
도 1은 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브 시스템의 기능 블록도이다;
도 2는 본 발명에 따른 판독 및 기록 경로들의 기능 블록도이다;
도 3은 본 발명에 따른 셀프-서보 기록 방법을 도시한다;
도 4는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브 시스템을 테스트하는 방법을 도시한다; 그리고,
도 5는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브 시스템을 동작시키는 방법을 도시한다.
앞선 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 본 발명, 그 애플리케이션, 또는 사용들을 한정하고자 하는 방식에 있지 않다. 본 발명의 폭넓은 가르침들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서 본 발명이 특정 예들을 포함하는 반면, 다른 수정들이 본 도면들, 명세서, 및 다음의 청구 범위의 연구에서 명백해질 것이기 때문에 본 발명의 진정한 범위가 너무 한정되지 말아야 한다. 명확성의 목적으로, 동일한 참조 번호들이 유사한 엘리먼트들을 식별하기 위해 도면들에 사용된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 문구 "A, B, 및 C 중 적어도 하나"는 비-배타적 논리 OR를 사용하는 논리(A 또는 B 또는 C)를 의미하는 것으로 해석되어야만 한다. 방법 내의 하나 이상의 단계들이 본 발명의 원리들을 변경함이 없이 다른 순서로(또는 동시에) 실행될 수 있음을 이해해야 한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "모듈"은 응용 주문형 집적 회로(ASIC); 전자 회로; 조합 논리 회로; 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA); 코드를 실행하는 (공유, 전용, 또는 그룹) 프로세서; 그 설명된 기능성(functionality)을 제공하는 다른 적절한 하드웨어 컴포넌트들; 또는 시스템-온-칩에서와 같이 위에서 나열된 것들의 일부 또는 전부의 조합을 나타내고, 그 일부이거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 용어 모듈은 상기 프로세서에 의해 실행되는 코드를 저장하는 (공유, 전용, 또는 그룹) 메모리를 포함할 수 있다.
위에서 사용된 용어 "코드"는 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 마이크로코드를 포함할 수 있으며, 프로그램들, 루틴들, 함수들, 클래스들, 및/또는 오브젝트들을 나타낼 수 있다. 위에서 사용된 용어 "공유"는 다수의 모듈들로부터의 일부 또는 모든 코드가 단일 (공유) 프로세서를 사용하여 실행될 수 있음을 의미한다. 또한, 다수의 모듈들로부터의 일부 또는 모든 코드는 단일 (공유) 메모리에 의해 저장될 수 있다. 위에서 사용된 용어 그룹은 단일 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드가 프로세서들의 그룹을 사용하여 실행될 수 있음을 의미한다. 또한, 단일 모듈로부터의 일부 또는 모든 코드는 메모리들의 그룹을 사용하여 저장될 수 있다.
다음 설명에서, 다양한 용어들은 컴포넌트들 간의 물리적 관계를 설명하는 데 사용된다. 제 1 엘리먼트(element)가 제 2 엘리먼트 "위에", "와 맞물린", "에 연결된", 또는 "에 결합된" 것으로 나타낼 때, 상기 제 1 엘리먼트는 상기 제 2 엘리먼트 바로(directly) 위에 있거나, 상기 제 2 엘리먼트에 맞물리거나, 연결되거나, 결합되거나, 배치되거나, 또는 적용될 수 있으며, 또는 중간 엘리먼트들이 존재할 수 있다. 대조적으로, 엘리먼트가 다른 엘리먼트 "바로 위에 있는", "바로 맞물린", "바로 연결된", 또는 "바로 결합된" 것으로 나타낼 때는, 중간 엘리먼트들이 없을 수 있다. 엘리먼트들 간의 관계를 설명하는 데 사용되는 다른 단어들(예를 들어, "사이에" 대 "바로 사이에", "인접한 " 대 "바로 인접한" 등)도 같은 방식으로 해석되어야 한다.
비록 용어들 "제 1, 제 2, 제 3, 등"은 본 명세서에서 다양한 엘리먼트들, 컴포넌트들, 모듈들, 채널들, 및/또는 헤드들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 엘리먼트들, 컴포넌트들, 모듈들, 채널들, 및/또는 헤드들은 이러한 용어들에 의해 한정되지 않는다. 이러한 용어들은 오직 일 엘리먼트, 컴포넌트, 모듈, 채널, 또는 헤드를 타 엘리먼트, 컴포넌트, 모듈, 채널 또는 헤드로부터 구별하는 데 사용될 수 있다. "제 1, 제 2", 및 다른 숫자 용어들과 같은 용어들이 본 명세서에서 사용될 때, 그 맥락에 의해 분명하게 표시되지 않는 경우 시퀀스 또는 순서를 의미하지 않는다. 따라서, 아래에서 논의되는 제 1 엘리먼트, 컴포넌트, 모듈, 채널, 또는 헤드는 본 예시적 실시 예들의 가르침들에서 벗어남이 없이 제 2 엘리먼트, 컴포넌트, 모듈, 채널, 또는 헤드로 나타낼 수 있다.
도 1에서 HDD의 하드 디스크 드라이브(HDD) 시스템(10)이 도시된다. HDD 시스템(10)은 HDD 인쇄 회로 기판(HDD PCB)(12) 및 하드 디스크 어셈블리(HDA)(14)를 포함한다. HDD PCB(12)는 드라이브 제어 모듈(15), 호스트 인터페이스(16), 휘발성 메모리(버퍼)(18), 및 엑추에이터 제어 모듈(20)을 포함한다. 드라이브 제어 모듈(15)은 호스트 인터페이스(16)를 통해 호스트(22)로부터 사용자 데이터를 수신하고, 호스트(22)에 사용자 데이터를 전송한다. 호스트(22)는 컴퓨터, 텔레비전, 디스플레이, 셀룰러 폰, 개인용 데이터 보조장치(personal data assistant), 등일 수 있다. 호스트 인터페이스(16)는 직렬 진보 기술 연결장치(serial advanced technology attachment : SATA) 인터페이스, 범용 직렬 버스(USB) 인터페이스, 집적된 드라이브 전자장치들(integrated drive electronics : IDE) 인터페이스 (또는 병렬 진보 기술 연결장치(parallel advanced technology attachment : ATA) 인터페이스), 파이버 채널 인터페이스(fiber channel interface) 등일 수 있다. 드라이브 제어 모듈(15)은 또한 드라이브 제어 모듈(15)과 HDA(14) 사이의 사용자 데이터 및 서보 데이터의 전송을 제어한다.
드라이브 제어 모듈(15)은 호스트 인터페이스 제어 모듈(30), 버퍼 관리 모듈(32), 프로세서(34), 서보 제어 모듈(62), 제 1 판독 및 기록(판독/기록) 경로(38), 제 2 판독/기록 경로(40), 및 셀프-서보 기록(SSW) 모듈(42)을 포함한다. 호스트 인터페이스 제어 모듈(30)은 호스트 인터페이스(16)와 버퍼 관리 모듈(32) 사이에 연결될 수 있다. 호스트 인터페이스 제어 모듈(30)은 호스트(22)에 허용 가능한 데이터 형식들로 및 형식들로부터 데이터 신호들을 변환할 수 있다.
버퍼 관리 모듈(32)은 호스트(22)로부터 HDA(14) 내에 저장될 사용자 데이터를 수신할 수 있다. HDA(14)는 자기적으로(magnetically) 데이터를 저장하는 데 사용되는 마그네틱 표면들을 구비한 하나 이상의 원형 플래터들 또는 디스크들(하나의 디스크(44)가 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 데이터는 디스크(들)에 연속 미디어 형식 또는 비트-패턴 형식(bit-patterned format)으로 저장될 수 있다. 비록 HDA(14)가 단일 디스크(44) 및 단일 헤드 어셈블리(46)를 구비한 것으로 도시되지만, HDA(14)는 어떤 수량의 디스크들 및 헤드 어셈블리들도 포함할 수 있다. 버퍼 관리 모듈(32)은 또한 HDA(14)로부터 엑세스된 데이터를 호스트(22)에 전송할 수 있다.
버퍼 관리 모듈(32)은 HDA(14), 호스트 인터페이스(16), 및 휘발성 메모리(18)에, 및 으로부터 데이터를 전송, 스케쥴링, 및 저장하는 것을 포함하는 HDD 시스템(10)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한 제어는 상기 호스트와 HDD 시스템(10) 사이에, 및/또는 드라이브 제어 모듈(12)과 HDA(14) 사이에 전송된 명령들 및 상태 정보에 기초할 수 있다. 상기 명령들 및 상태 정보는 프로세서(34)에 제공될 수 있다.
프로세서(34)는 HDA(14)에 상기 데이터를 저장하는 것 이전 및/또는 이후에 인코딩(encode), 디코딩(decode), 필터링(filter), 및/또는 포맷팅(format)하는 것을 포함하여, 데이터를 처리(process)할 수 있다. 상기 처리는 상기 명령들 및/또는 상태 정보에 기초할 수 있다. 프로세서(34)는 HDD PCB(12)상에 있는 전용(dedicate) 비-휘발성 메모리(50)를 구비할 수 있다. 비-휘발성 메모리(50)는 HDD 시스템(10)를 부팅하는 데 사용되는 운영 체제를 저장할 수 있다. 상기 운영 체제의 부분들 및/또는 복사본이 본 명세서에서 공개된 디스크 엑세스 기법들을 사용하여 HDA(14) 및/또는 디스크(44)의 양 측면들 모두 상에 저장될 수 있다.
버퍼 관리 모듈(32)은 또한 호스트(22)와 HDA(14) 사이의 데이터의 버퍼링을 제어한다. 버퍼 관리 모듈(32)은 호스트(22) 및/또는 HDA(14)로부터 수신된 데이터를 휘발성 메모리(18)에 일시적으로 저장할 수 있다. 상기 데이터는 호스트(22) 및/또는 HDA(14)에 각각 전달될 때까지 휘발성 메모리(18)에 저장될 수 있다. 휘발성 메모리(18)는 호스트(22)와 HDA(14) 사이에 데이터를 전송할 때 병목 현상(bottleneck)을 방지하는 데 사용된다. 휘발성 메모리(18)는 예를 들어, 더블-데이터 레이트(DDR) 메모리 및/또는 DDR 동기식 동적 랜덤 엑세스 메모리(DDR SDRAM)를 포함할 수 있다.
버퍼 관리 모듈(32)은 하나 이상의 버퍼 포트들(52, 53), 버퍼 엑세스 제어 모듈(54), 및 HDC 포트들(56, 57)을 포함한다. 각각의 버퍼 포트들(52, 53) 및/또는 HDC 포트들(56, 57)은 엑세스 채널 및 각 하나의 판독/기록 경로들(38, 40)과 관련될 수 있다. 버퍼 엑세스 제어 모듈(54)은 버퍼 포트들(52, 53)을 통해 동일한 시간 기간 동안에 휘발성 메모리(18) 내의 다수의 위치들에 엑세스할 수 있다. 버퍼 엑세스 제어 모듈(54)은 버퍼(18)로부터 데이터의 섹터들을 판독 또는 버퍼(18) 내에 데이터의 섹터들을 기록할 때 각각의 헤드들(70, 72)과 관련된 버퍼(18) 내의 데이터의 섹터들의 위치들을 추적한다. 이것은 예를 들어 이전 및 현재의 버퍼 엑세스 위치들을 나타내는 버퍼 포인터들을 사용하여 달성될 수 있다.
상기 포인터들은, 예를 들어, 데이터의 일련의 섹터들의 홀수 및 짝수 섹터 번호들의 버퍼 위치들을 가리킬 수 있다. 상기 홀수 섹터들은 제 1 헤드(70)를 통해 제 1 측면(80)으로부터 판독되거나 또는 제 1 측면(80)에 기록될 수 있다. 상기 짝수 섹터들은 제 2 헤드(72)를 통해 제 2 측면(82)으로부터 판독되거나 또는 제 2 측면(82)에 기록될 수 있다.
다른 예로서, 데이터의 홀수와 짝수 섹터들의 부분들이 동일한 시간 기간 동안에 측면들(80, 82)로부터 판독하거나 또는 측면들(80, 82)에 기록될 수 있다. 제 1 포인터는 제 1 헤드(70)를 통해 제 1 측면(80)으로부터 판독되거나 또는 제 1 측면(80)에 기록될 제 1 (홀수) 섹터의 제 1 부분과 관련된 제 1 버퍼 위치를 가리키는 데 사용될 수 있다. 제 2 포인터는 제 2 헤드(72)를 통해 제 2 측면(82)으로부터 판독되거나 또는 제 2 측면(82)에 기록될 제 2 (짝수) 섹터의 제 1 부분과 관련된 제 2 버퍼 위치를 가리키는 데 사용될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 부분들을 판독 또는 기록한 다음에, 상기 제 1 포인터는 상기 제 1 섹터들의 제 2 부분들로 전환될 수 있으며, 상기 제 2 포인터는 상기 제 2 섹터들의 제 2 부분들로 전환될 수 있다.
또 다른 예로서, 섹터들의 제 2 부분들이 제 2 측면(82)으로부터 판독되거나 또는 제 2 측면(82)에 기록되는 동안, 상기 섹터들의 제 1 부분들은 제 1 측면(80)으로부터 판독되거나 또는 제 1 측면(80)에 기록될 수 있다. 제 1 포인터는 제 1 헤드(70)를 통해 제 1 측면(80)으로부터 판독되거나 또는 제 1 측면(80)에 기록될 제 1 섹터의 제 1 부분과 관련된 제 1 버퍼 위치를 가리키는 데 사용될 수 있다. 제 2 포인터는 제 2 헤드(72)를 통해 제 2 측면(82)으로부터 판독되거나 또는 제 2 측면(82)에 기록될 제 1 섹터의 제 2 부분과 관련된 제 2 버퍼 위치를 가리키는 데 사용될 수 있다. 상기 제 1 섹터의 제 1 및 제 2 부분들을 판독 또는 기록한 다음에, 상기 제 1 포인터는 제 2 섹터의 제 1 부분으로 전환될 수 있으며, 상기 제 2 포인터는 상기 제 2 섹터의 제 2 부분으로 전환될 수 있다.
버퍼 엑세스 제어 모듈(54)은 상기 버퍼 포트들 중 제 2 포트(53)와 상기 HDC 포트들 중 제 2 포트(57) 사이에 데이터를 전송하는 동안, 상기 버퍼 포트들 중 제 1 포트(52)와 상기 HDC 포트들 중 제 1 포트(56) 사이에 병행하여 데이터를 전송할 수 있다. 데이터가 상기 제 2 HDC 포트(57)를 통해 버퍼 엑세스 제어 모듈(54)과 제 2 판독/기록 경로(40) 사이에 전송되는 동안, 데이터는 상기 제 1 HDC 포트(56)를 통해 버퍼 엑세스 제어 모듈(54)과 제 1 판독/기록 경로(38) 사이에 전송될 수 있다.
버퍼 관리 모듈(32)은 어떤 수의 버퍼 및 HDC 포트들도 포함할 수 있다. 버퍼 관리 모듈(32)은 HDC 포트들보다 적은 수의 버퍼 포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼 엑세스 제어 모듈(54)은 멀티플렉싱 모듈(multiplexing module)(60)을 포함할 수 있다. 멀티플렉싱 모듈(60)은 멀티플렉서와 디멀티플렉서를 포함할 수 있다. 기록 오퍼레이션 동안에, 멀티플렉싱 모듈(60)은 버퍼 포트들(52, 53) 중 하나로부터 전송된 데이터를 디멀티플렉싱하여, 기록 오퍼레이션 동안에 2개의 사용자 데이터 신호들(62)을 생성할 수 있다. 각각의 사용자 데이터 신호들(62)은 HDC 포트들(56, 57)의 각 하나에서 수신될 수 있다. 판독 오퍼레이션 동안에, HDC 포트들(56, 57)에서 판독/기록 경로들(38, 40)로부터 수신된 사용자 데이터 신호들(64)은 단일 사용자 데이터 신호를 생성하도록 멀티플렉싱될 수 있는바, 이 단일 데이터 신호는 상기 버퍼 포트들 중 하나(예를 들어, 제 1 버퍼 포트(52) 또는 제 2 버퍼 포트(53))에 제공될 수 있다. 버퍼 엑세스 제어 모듈(54)은 멀티플렉싱 모듈(60)의 동작을 제어하도록 제어 신호들을 생성할 수 있다.
서보 제어 모듈(36)은 헤드 어셈블리(46) 및 관련된 헤드들(70, 72)의 위치들, 및 디스크(44)의 회전 속도들을 제어한다. 서보 제어 모듈(36)은 서보 모터 모듈(74), 제 1 서보 헤드 모듈(76), 제 2 서보 헤드 모듈(78)을 포함한다. 제 1 서보 헤드 모듈(76)은 디스크(44)의 제 1 표면 또는 측면(80)에서 제 1 헤드(70)의 위치를 조정한다. 제 2 서보 헤드 모듈(78)은 디스크(44)의 제 2 표면 또는 측면(82)에서 제 2 헤드(72)의 위치를 조정한다. 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 동일한 시간 기간 동안에 헤드들(70, 72)의 위치들을 조정하도록 병행하여 동작할 수 있다.
제 1 판독/기록 경로(38)는 제 1 하드 디스크 제어(HDC) 모듈(84) 및 제 1 판독/기록 채널 모듈(86)을 포함한다. 제 2 판독/기록 경로(40)는 제 2 HDC 모듈(88) 및 제 2 판독/기록 채널 모듈(90)을 포함한다.
HDC 모듈들(84, 88)은 HDA(14)로의 엑세스를 제어한다. HDC 모듈들(84, 88)은 디스크(44), 헤드들(70, 72), 스핀들 모터(spindle motor) (92), 보이스 코일 모터(voice coil motor : VCM)(94), 전치 증폭기(preamplifier) 모듈(96), 등을 포함하는 HDA(14)의 엘리먼트들로의 엑세스를 제어할 수 있다. HDC 모듈들(84, 88)은 결함 관리, 위치 추적, 및 디스크 포맷팅 태스크들을 수행할 수 있다. 상기 결함 관리 태스크들은 양 측면들(80, 82) 모두 상에서 데이터의 결함 있는 섹터들의 결함 맵(defect map)을 생성하는 것을 포함한다. 데이터의 섹터들은 본 명세서에서 "섹터들"로서 나타낼 수 있다. 위치 추적 태스크들은 디스크(44)의 양 측면들(80, 82) 모두 상에서 사용자 데이터 및/또는 사용자 데이터의 섹터 위치들을 추적하는 것을 포함한다. 디스크 포맷팅 태스크들은 양 측면들(80, 82) 모두 상에 저장된 데이터의 섹터들의 형식들을 결정하는 것을 포함한다. 결함 관리, 위치 추적, 디스크 포맷팅 태스크들은 도 2-4와 관련하여 아래에 더 자세하게 설명된다.
HDC 모듈들(84, 88) 및/또는 프로세서(34)는 서보 모터 모듈(74) 및/또는 각 하나의 서보 헤드 모듈들(76, 78)을 제어할 수 있다. HDC 모듈들(84, 88) 및/또는 프로세서(34)는 서보 제어 모듈(36), 서보 모터 모듈(74), 및 서보 헤드 모듈들(76, 78)을 모니터링할 수 있다. HDC 모듈들(84, 88)은 헤드들(70, 72)이 정확한 위치에 있으며, 디스크(44)에 엑세스할 준비가 되어 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 양 측면들(80, 82) 모두에 엑세스할 때 HDC 모듈들(84, 88) 및/또는 프로세서(34)는 제 1 헤드(70)와 제 2 헤드(72) 사이에 위치 정렬 오프셋들(position alignment offsets)을 추적, 저장, 및 업데이트할 수 있다. 상기 위치 정렬 오프셋들은 디스크(44)의 서로 반대측에 있는 마그네틱 표면들에 걸친 헤드들(70, 72)의 횡적 위치들의 차이들을 나타낸다. HDC 모듈들(84, 88) 및/또는 프로세서(34)는 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)로부터 수신된 서보 피드백 신호들에 기초하여 위치 정렬 오프셋들을 추적할 수 있다.
헤드들(70, 72)에 의해 수행되듯이, 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 디스크(44)의 마그네틱 표면들에서 수행된 오퍼레이션들로부터 판독하거나 또는 그 오퍼레이션들에 기록하는 것을 제어한다. 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 헤드들(70, 72)에 전송되기 이전에 전치 증폭기 모듈(96)의 각각의 증폭기 모듈들(100, 102)에 의해 증폭되는 엑세스 신호들을 생성한다. 증폭기 모듈들(100, 102)은 또한 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 전송되기 이전에 헤드들(70, 72)로부터 수신된 신호들을 증폭할 수 있다. 증폭기 모듈들(100, 102)은 데이터를 기록할 때 헤드들(70, 72)의 기록 엘리먼트들을 통해 흐르는 기록 전류를 생성한다. 상기 기록 전류는 디스크(44)의 마그네틱 표면들에서 자기장들을 생성하는 데 사용된다.
디스크(44)의 마그네틱 표면들은 디스크(44)를 판독하는 동안에 저-레벨의 아날로그 신호들을 헤드들(70, 72)의 판독 엘리먼트들 내에 유도한다. 상기 판독 엘리먼트들은 양 측면들(80, 82) 모두 상에서 트랙들을 판독하는데 사용될 수 있다. 상기 증폭기 모듈들(100, 102)은 상기 저-레벨 아날로그 신호들을 증폭하고, 증폭된 아날로그 신호들을 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 출력한다. 상기 증폭된 아날로그 신호들은 사용자 데이터 신호들 및 서보 데이터 신호들을 포함할 수 있다. 상기 사용자 데이터 신호들은 동일한 시간 기간 동안에 양 헤드들(70, 72) 모두로부터 제공될 수 있다. 양 헤드들(70, 72) 모두로부터의 서보 데이터 신호들은 동일한 시간 기간 동안에 제공될 수 있다. SSW 모듈(42)은 사용자 데이터가 디스크(44)에 저장되기 이전에 헤드들(70, 72)을 사용하여 디스크(44)에 서보 데이터를 기록할 수 있다. 상기 서보 데이터는 디스크(44)의 각 측면에 저장될 수 있으며, 사용자 데이터가 디스크(44)의 정확한 위치들에 기록되거나 및 정확한 위치들로부터 판독되는 것을 보장하도록 모니터링될 수 있다. 이것은 도 3과 관련하여 설명된 바와 같이, 셀프-서보 기록 방법 동안에 발생할 수 있다.
엑추에이터 제어 모듈(actuator control module)(20)은 모터 드라이버 모듈(110), 제 1 헤드 드라이버 모듈(112), 및 제 2 헤드 드라이버 모듈(114)을 포함한다. 모터 드라이버 모듈(110)은: 헤드 어셈블리(46)의 위치를 조정하도록 VCM(94)을 작동시키며; 그리고 디스크(44)의 회전 속도를 조정하도록 스핀들 모터(92)의 속도를 조정한다. 예로서, 서보 모터 모듈(74)은 스핀들 모터(92)의 속도 및 헤드 어셈블리(46)의 하나 이상의 엑추에이터 암(들)(116)의 위치를 제어하는 명령들을 생성할 수 있다. 서보 모터 모듈(74)은 판독/기록 채널 모듈들(86, 90), HDC 모듈들(84, 88) 및/또는 프로세서(34)로부터 수신된 서보 데이터 및/또는 포지셔닝 정보(positioning information)에 기초하여 엑추에이터 암(들)(116)의 위치를 정한다. 모터 드라이버 모듈(110)은 상기 명령들을 실시하며, 그리고, 스핀들 모터(92)의 속도 및 엑추에이터 암(들)(116)의 포지셔닝을 제어하는 모터 제어 신호들(예를 들어, VCM 제어 신호 및 스핀들 제어 신호)을 생성한다.
서보 헤드 모듈들(76, 78)은 판독 및 기록 오퍼레이션들 동안에 디스크(44)의 각각의 표면들 및 측면들에 걸쳐 헤드들(70, 72)의 위치를 정한다. 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 판독/기록 채널 모듈들(86, 90), HDC 모듈들(84, 88) 및/또는 프로세서(34)로부터 수신된 서보 데이터 및/또는 포지셔닝 정보에 기초하여 헤드들(70, 72)의 위치를 정한다. 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 헤드들(70, 72)의 위치들을 제어하는 헤드 제어 신호들을 생성한다.
HDA(14)는 헤드 어셈블리(46) 및 전치 증폭기 모듈(96)을 포함한다. 헤드 어셈블리(46)는 디스크(44), 스핀들 모터(92), VCM(94), 및 엑추에이터 암(들)(116)을 포함한다. 스핀들 모터(92)는 모터 드라이버 모듈(110)로부터의 스핀들 제어 신호에 기초하여 디스크(44)를 회전시킨다. VCM(94)은 모터 드라이버 모듈(110)로부터의 VCM 제어 신호에 기초하여 디스크(44)에 대하여 엑추에이터 암(들)(116)의 위치를 조정한다.
헤드 어셈블리(46)는 엑추에이터 암(들)(116)의 디스틀 말단(distal end)에 위치될 수 있으며, 제 1 헤드(70), 제 2 헤드(72), 제 1 헤드 엑추에이터(120), 및 제 2 헤드 엑추에이터(122)를 포함할 수 있다. 헤드들(70, 72) 각각은 자기장을 생성하는 인덕터와 같은 기록 엘리먼트, 및 디스크(44)에서의 자기장을 감지하는 자기-저항(magneto-resistive : MR) 엘리먼트와 같은 판독 엘리먼트를 포함한다. 헤드 엑추에이터들(120, 122)은 디스크(44)에 대하여 헤드들(70, 72)을 이동시킨다. 헤드 엑추에이터들(120, 122)은 마이크로-엑추에이터들, 마이크로-전자기계적(micro-electromechanical) 엑추에이터들, 압전(piezo-electric) 엑추에이터들, 등일 수 있다. 헤드 엑추에이터들(120, 122)은 트랙들의 소정의 번호로 상기 헤드들을 이동(마이크로-급전환(micro-jogging))시킬 수 있다. 디스크(44)는 디스크들의 스택 내에 배열될 수 있다.
전치 증폭기 모듈(96)은 증폭기 모듈들(100, 102)을 포함한다. 각각의 증폭기 모듈들(100, 120)은 각각의 헤드들(70, 72), 헤드 엑추에이터들(120, 122) 및 판독/기록 경로들(38, 40) 중 각 하나와 관련될 수 있다. 증폭기 모듈들(100, 102)은 각각의 측면들(80, 82)에서의 트랙들부터 판독된 서보 정보(또는 서보 데이터)를 헤드들(70, 72)로부터 수신한다. 증폭기 모듈들(100, 102)은 또한 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)과 헤드들(70, 72) 사이에 사용자 데이터를 전송한다.
드라이브 제어 모듈(15), 휘발성 메모리(18), 비-휘발성 메모리(50), 엑추에이터 제어 모듈(20), 및 전치 증폭기 모듈(96)은 각각 시스템-온-칩(SOC)일 수 있다. 드라이브 제어 모듈(15), 휘발성 메모리(18), 비-휘발성 메모리(50), 및 엑추에이터 제어 모듈(20)은 HDD PCB(12)에 마운팅(mounting)될 수 있다. 전치 증폭기 모듈(96)은 HDA(14) 내에 포함될 수 있다. HDD PCB(12)는 HDA(14)의 케이스(case)(미도시)와 같이 HDA(14)에 연결되고/연결되거나 HDA(14)에 마운팅될 수 있다.
이제 도 2를 또한 참조하여, 판독/기록 경로들(38, 40)이 도시된다. 제 1 판독/기록 경로(38)는 제 1 HDC 모듈(84) 및 제 1 판독/기록 채널 모듈(86)을 포함한다. 제 2 판독/기록 경로(40)는 제 2 HDC 모듈(88) 및 제 2 판독/기록 채널 모듈(90)을 포함한다. 제 1 판독/기록 경로(38)는 제 1 증폭기 모듈(100)에 연결된다. 제 2 판독/기록 경로(40)는 제 2 증폭기 모듈(102)에 연결된다.
HDC 모듈들(84, 88)은 각각의 결함 관리자 모듈들(130, 132), 섹터 주소 식별자 없는(sector address identifier less : SAIL) 모듈들(134, 136)(섹터 주소 모듈들(134, 136)로 나타낼 수 있다), 및 디스크 형식 모듈들(138, 140)을 포함할 수 있다. 결함 관리자 모듈들(130, 132)은 디스크(44)의 각각의 측면에 결함 있는 섹터들의 위치들을 매핑하는 하드웨어를 포함할 수 있다. 맵들은 HDC 모듈들(84, 88), 휘발성 메모리(18), 또는 다른 비-휘발성 메모리(50) 내에 저장되고, 디스크(44)에 엑세스할 때 사용될 수 있다. HDC 모듈들(84, 88)은 사용자 데이터가 디스크(44)에 저장될 수 있는 공간의 총량을 보고할 수 있다. 상기 공간의 총량은 상기 결함 있는 섹터들을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 이유로, 디스크(44)는 어떤 결함 있는 섹터들도 갖지 않는 것으로 호스트(22)에 의해 인식될 수 있다. 상기 맵들은 버퍼 관리 모듈(32)의 엑세스 채널들과 디스크(44) 사이에 사용자 데이터를 전송할 때 HDC 모듈들(84, 88)에 의해 사용될 수 있다.
SAIL 모듈들(134, 136)은 디스크(44)에서 사용자 데이터의 섹터 위치들을 추적한다. SAIL 모듈들(134, 136)은 상기 서보 피드백 신호들에 기초하여 서보 번호들로부터 섹터 번호들을 추출할 수 있다. HDC 모듈들(84, 88)은 디스크(44)에 사용자 데이터를 기록할 때 디스크(44)에 디스크 주소 위치들을 기록하지 않을 수 있다. SAIL 모듈들(134, 136)은 디스크(44)에서 사용자 섹터들의 시작 및/또는 종료 포인트들을 추적하고, 그리고 상기 시작 및/또는 종료 포인트들 및 예를 들어, 전송될 바이트들, 부호들, 페이지들, 및/또는 섹터들의 수에 기초하여 디스크(44)에 엑세스한다. SAIL 모듈들(134, 136)은 증폭기 모듈들(100, 102)로부터 수신된 서보 피드백 신호들에 기초하여 사용자 데이터의 회전 위치들을 추적할 수 있다.
디스크 형식 모듈들(138, 140)은 디스크(44)에 저장된 섹터들의 형식들을 추적한다. 상기 형식들은 판독 또는 기록하기 위한 바이트들, 부호들, 페이지들 및/또는 섹터들의 수, 바이트 또는 부호 형식, 싱크 마크(sync mark)의 위치, 프리앰블(preamble) 내의 정보, 등을 포함하는 해당 포맷 정보를 갖는다. 상기 싱크 마크는 타겟 사용자 데이터가 디스크(44) 상의 어디에서 시작하는지의 여부를 결정하도록 HDC 모듈들(84, 88) 및/또는 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 의해 사용될 수 있다.
판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 각각의 인코더들(142, 144), 디코더들(146, 148), 및/또는 위치 피드백 모듈들(150, 152)을 포함할 수 있다. 인코더들(142, 144)은 디스크(44)에 기록되기 이전에 사용자 데이터를 인코딩하는 데 사용될 수 있다. 기록 오퍼레이션들 동안에 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 실행 길이 제한(run length limited : RLL) 코드, 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 코드, 저-밀도 패리티 체크(low-density parity check : LDPC) 코드, 등과 같은 에러 정정 코드(ECC)들을 사용함으로써 신뢰성을 향상하기 위해 사용자 데이터를 인코딩할 수 있다. 그런 다음 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 상기 인코딩된 데이터를 증폭기 모듈들(100, 102)에 송신한다.
디코더들(146, 148)은 디스크(44)로부터 판독된 사용자 데이터를 디코딩하는 데 사용될 수 있다. 판독 오퍼레이션들 동안에 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 증폭기 모듈들(100, 102)로부터 아날로그 신호들을 수신한다. 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환시키는바, 이 디지털 신호들은 원래의 사용자 데이터를 복구하기 위해 디코딩된다.
위치 피드백 모듈들(150, 152)은 증폭기 모듈들(100, 102)로부터 서보 제어 모듈(36), 서보 모터 모듈(74), 및/또는 서보 헤드 모듈들(76, 78)에 서보 정보를 서보 피드백 신호들의 형태로 전송한다. 상기 서보 정보는 양 측면들(80, 82) 모두에 내장(embedded)될 수 있다.
측면들(80, 82) 중 일 측면이 신뢰할 수 없는 피드백 정보를 발생시키는 결함을 갖는 경우, 타 측면에서 상기 피드백 정보(서보 또는 버스트 정보(burst information))가 사용될 수 있다. 비록 헤드들(70, 72)은 서로 직접적으로 정렬(align)될 수 없지만, 헤드들(70, 72)은 충분하게 정렬되어, 서보 번호들(또는 웨지 ID들(wedge IDs))이 동일하게 된다. 이러한 이유로, 상기 결함 있는 정보를 갖는 측면으로부터 판독하거나 또는 그 측면에 기록할 때, 결함 없는 피드백 정보를 갖는 측면에서의 피드백 정보가 의존될 수 있다. 비록 디스크의 측면에서 서보 데이터가 결함 있는 서보 정보를 갖고 있더라도, 해당 사용자 데이터 섹터(들)는 결함이 없을 수 있다. 이러한 이유들로, 디스크의 하나의 측면에서의 서보 데이터에 대한 의존은 상기 측면들 중 하나가 결함이 있는 서보 데이터를 갖는 경우 사용자 데이터가 안정적으로 상기 디스크의 양 측면들 모두로부터 판독되거나 또는 그 양 측면들 모두에 기록되도록 한다. 이것은 한번에 디스크의 일 측면으로부터 판독하거나 또는 그 일 측면에 기록하는 기존 HDD 시스템들과 다르다. 상기 기존 HDD 시스템에서, 디스크의 서보 데이터가 결함이 있는 경우: 상기 기존 HDD 시스템은 상기 디스크로부터 판독하거나 또는 상기 디스크에 기록하지 못할 수 있으며; 타겟 포인트 대신에 상기 디스크에서의 시작 포인트부터 기록하는 것을 시도할 수 있으며; 그리고/또는 가정들(assumptions)에 기초하여 상기 디스크에 엑세스하는 것을 시도할 수 있다. 이는 결과적으로 신뢰할 수 없는 사용자 데이터를 초래할 수 있다.
증폭기 모듈들(100, 102)은 판독 및 기록 오퍼레이션들이 동일한 시간 기간 동안에 양 측면들(80, 82) 모두에서 수행될 수 있도록 동시에 활성화될 수 있다. 증폭기 모듈들(100, 102)은 각각의 기록 모듈들(154, 156) 및 판독 모듈들(158, 160)을 포함한다. 상기 모듈들(154-160)은 포지티브 이미터 결합 로직(positive emitter coupled logic : PECL) 디바이스들을 포함할 수 있다. 기록 모듈들(154, 156)은 상기 인코더들로부터 인코딩된 사용자 데이터를 수신하고, 헤드들(70, 72)을 통해 디스크(44)의 해당 측면들에 상기 사용자 데이터를 기록한다. 판독 모듈들(158, 160)은 디스크(44)의 양 측면들 모두로부터 인코딩된 사용자 데이터 및 서보 데이터를 판독한다. 이것은 헤드들(70, 72)에 의해 생성된 인코딩된 아날로그 신호들을 증폭하는 것 및 상기 증폭된 인코딩된 아날로그 신호들을 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 전송하는 것을 포함한다.
HDD 시스템(10)은 다양한 방법들을 사용하여 동작될 수 있으며, HDD 시스템(10)을 동작시키는 예시적인 방법들이 도 3-5의 방법들에 의해 제공된다. 도 3에서, 셀프-서보 기록 방법이 도시된다. 비록 다음 태스크들이 도 1-2의 구현들과 관련하여 주로 설명되지만, 상기 태스크들은 본 발명의 다른 구현들에 적용하도록 쉽게 수정될 수 있다. 상기 태스크들은 반복적으로 수행될 수 있다. 도 3의 방법은 단계(200)에서 시작할 수 있다. 이 방법은 통상적인 서보 트랙 라이터(servo track writer)의 사용 없이 HDD에 의해 서보 패턴들을 기록하는 단계를 포함한다. 제 2 서보 패턴이 디스크(44)의 제 2 측면(82)에 기록되는 동안, 제 1 서보 패턴은 디스크(44)의 제 1 측면(80)에 기록된다.
단계(202)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 디스크(44)에 기록될 서보 데이터를 생성하고/생성하거나 상기 서보 데이터에 엑세스할 수 있다. 상기 서보 데이터는 클럭 신호에 기초하여 생성되고/생성되거나 예를 들어, 휘발성 메모리(18) 및/또는 비-휘발성 메모리(50)로부터 획득될 수 있다. 휘발성 메모리(18) 내에 저장된 서보 데이터는 호스트 인터페이스(16)를 통해 호스트(22)로부터 수신될 수 있다.
단계(204)에서 상기 서보 데이터는 버퍼 관리 모듈(32)로부터 HDC 모듈들(84, 88)에 디멀티플렉싱하거나 및/또는 제공될 수 있다.
단계(206)에서, 서보 모터 모듈(74)은 헤드 어셈블리(46)의 위치를 정한다. 서보 모터 모듈(74)은 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 의해 생성된 서보 피드백 신호들, 사전에 기록된 나선형 또는 구획 서보 트랙들(spiral or sectional servo tracks), 싱크 마크들, 및/또는 디스크(44)에 사전에 기록된 다른 시작 마크들에 기초하여 헤드 어셈블리(46)의 위치를 정할 수 있다. 상기 서보 피드백 신호들은 디스크(44)에 나선형 또는 구획 서보 트랙들로서 사전에 기록된 위치 및 타이밍 정보에 기초하여 생성될 수 있다. 헤드 어셈블리(46)는 상기 위치 및 타이밍 정보에 기초하여 위치가 정해질 수 있다. 상기 타이밍 정보는 상기 판독/기록 헤드들의 현재의 반지름 및 원주 방향의 위치(radial and circumferential position)를 결정하는 데 사용될 수 있다.
단계(208)에서, 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 상기 서보 데이터를 기록하기 위해 디스크(44)에 대하여 그리고 엑추에이터 암들(116)에 대하여 트랙들의 쌍에서의 헤드들(70, 72)의 위치를 정한다. 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 의해 생성된 서보 피드백 신호들, 사전에 기록된 나선형 또는 구획 서보 트랙들, 나선형 또는 구획 서보 트랙들과 관련된 위치 및 타이밍 정보, 싱크 마크들, 및/또는 디스크(44)에 사전에 기록된 다른 시작 마크들에 기초하여 헤드들(70, 72)의 위치를 정할 수 있다.
단계(210)에서, HDC 모듈들(84, 88)은 상기 서보 데이터를 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 전송한다. 제 2 HDC 모듈(88)이 제 2 서보 데이터를 제 2 판독/기록 채널 모듈(90)에 전송하는 동안, 제 1 HDC 모듈(84)은 제 1 서보 데이터를 제 1 판독/기록 채널 모듈(86)에 전송할 수 있다.
단계(212)에서, 증폭기 모듈들(100, 102)은 상기 타이밍 정보에 기초하여 디스크(44)의 양 측면들(80, 82) 모두 상에 상기 서보 데이터를 기록한다. 제 2 증폭기 모듈(102)이 제 2 헤드(72)를 통해 상기 제 2 서보 데이터를 제 2 표면 또는 측면(82)에 기록하는 동안 제 1 증폭기 모듈(100)은 제 1 헤드(70)를 통해 상기 제 1 서보 데이터를 제 1 표면 또는 측면(80)에 기록한다. 이것은 서보 트랙들을 각각의 측면들(80, 82)에 기록하거나, 또는 동심의 사용자 데이터 트랙들(concentric user data tracks)에 대한 서보 데이터(서보 웨지들)를 각각의 측면들(80, 82)에 기록하는 것을 포함할 수 있다.
단계(214)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 추가 서보 데이터가 디스크(44)에 기록될지의 여부를 결정할 수 있다. 버퍼 관리 모듈(32)은 디스크(44)에 기록될 추가 서보 데이터가 존재하는 경우, 단계(202)로 되돌아 갈 수 있다. 상기 방법은 디스크(44)에 기록될 추가 서보 데이터가 존재하지 않는 경우, 단계(216)에서 종료될 수 있다.
도 4에서, HDD 시스템(예를 들어, HDD 시스템(10))을 테스트하는 방법이 도시된다. 이 방법은 결함 검사, 또는 다른 테스트 절차들을 수행할 때 사용될 수 있다. 비록 다음 태스크들이 도 1-2의 구현예들과 관련하여 주로 설명되지만, 본 태스크들은 본 발명의 다른 구현예들에 적용하도록 쉽게 수정될 수 있다. 본 태스크들은 반복적으로 수행될 수 있다. 또한, 모든 태스크들이 수행될 필요는 없으며, 아래에 제공된 순서와 다른 순서로 수행될 수도 있다. 도 4의 방법은 단계(250)에서 시작할 수 있다.
단계(252)에서, 테스트 데이터는 테스트 디바이스(또는 호스트)로부터 호스트 인터페이스(16) 및/또는 명령 신호를 통해 수신되어, 상기 테스트 데이터는 디스크(44)에 기록된다. 단계(254)에서 버퍼 관리 모듈(32)은 상기 테스트 데이터를 휘발성 메모리(또는 버퍼)(18)에 저장한다. 단계(256)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 상기 명령 신호에 기초하여 상기 테스트 데이터를 디멀티플렉싱하거나 및/또는 버퍼(18)로부터 상기 테스트 데이터를 HDC 모듈들(84, 88)에 전송한다. 하나의 구현에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 제 1 섹터들(예를 들어, 일련의 섹터들 내의 홀수 섹터들)을 제 1 HDC 모듈(84)에 전송하고 그리고 제 2 섹터들(예를 들어, 일련의 섹터들 내의 짝수 섹터들)을 제 2 HDC 모듈(88)에 전송할 수 있다. 홀수 섹터들은 홀수의 물리적 섹터 번호들(PSN들)을 갖는 섹터들을 나타낼 수 있다. 짝수 섹터들은 짝수의 PSN들을 갖는 섹터들을 나타낼 수 있다. 다른 구현에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 제 1 섹터의 제 1 부분 또는 일련의 섹터들의 제 1 부분들을 제 1 HDC 모듈(84)에 전송하고, 그리고 상기 제 1 섹터의 제 2 부분, 제 2 섹터의 제 1 부분, 또는 상기 일련의 섹터들의 제 2 부분들을 제 2 HDC 모듈(88)에 전송한다.
단계(258)에서, 서보 모터 모듈(74)은 헤드 어셈블리(46)의 위치를 정한다. 서보 모터 모듈(74)은 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)로부터 수신된 서보 피드백 신호들에 기초하여 헤드 어셈블리(46)의 위치를 정할 수 있다. 단계(260)에서, 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 상기 서보 피드백 신호들에 기초하여, 디스크(44)에 대하여 그리고 엑추에이터 팔들(116)에 대하여, 트랙들의 쌍(pair) 상에서 헤드들(70, 72)의 위치를 정한다.
단계(262)에서, HDC 모듈들(84, 88)은 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 상기 테스트 데이터를 전송한다. 이것은, 예를 들어, 상기 홀수 섹터들을 제 1 판독/기록 채널 모듈(86)에 전송하고, 그리고 상기 짝수 섹터들을 제 2 판독/기록 채널 모듈(90)에 전송하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 제 1 섹터의 제 1 부분 또는 상기 일련의 섹터들의 제 1 부분들은 제 1 판독/기록 채널 모듈(86)에 전송될 수 있으며, 그리고 상기 제 1 섹터의 제 2 부분, 상기 제 2 섹터의 제 1 부분, 또는 상기 일련의 섹터들의 제 2 부분들은 제 2 판독/기록 채널 모듈(90)에 전송될 수 있다.
단계(264)에서, 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 HDC 모듈들(84, 88)로부터 수신된 테스트 데이터의 일련의 섹터들을 인코딩할 수 있다. 상기 인코딩하는 것은 에러 수정 코딩(ECC) 데이터를 상기 테스트 데이터의 각각의 섹터들에 추가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 ECC 데이터는 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 전송된 각 섹터 및/또는 섹터의 각 부분에 추가될 수 있다. 예를 들어, ECC 데이터는 인코더들(142, 144) 중 해당 인코더에 의해 상기 각각의 홀수 및 짝수 섹터들에 추가될 수 있다. 다른 일례로서, 제 2 ECC 데이터가 제 2 인코더(144)를 통해 제 1 섹터의 제 2 부분에 추가되는 동안, 제 1 ECC 데이터는 제 1 인코더(142)를 통해 제 1 섹터의 제 1 부분에 추가될 수 있다. ECC 데이터는 테스트 데이터의 다른 섹터들의 부분들에 유사하게 추가될 수 있다.
단계(266)에서 증폭기 모듈들(100, 102)은 동일한 시간 기간 동안에 헤드들(70, 72)을 통해 양 측면들(80, 82) 모두 상에 상기 테스트 데이터와 상기 ECC 데이터를 기록한다. 제 2 증폭기 모듈(102)가 제 2 테스트 데이터와 제 2 ECC 데이터를 제 2 측면(82)에 기록하는 동안, 제 1 증폭기 모듈(100)은 제 1 테스트 데이터와 제 1 ECC 데이터를 제 1 측면(80)에 기록한다. 상기 제 1 테스트 데이터는 하나 이상의 섹터들을 포함할 수도 있으며 또는 섹터의 오직 일 부분만을 포함할 수도 있다. 상기 제 2 테스트 데이터는 하나 이상의 섹터들을 포함할 수도 있으며 또는 섹터의 오직 일 부분만을 포함할 수도 있다.
단계(268)에서, 서보 모터 모듈(74)은 판독 오퍼레이션을 위해 버퍼 관리 모듈(32)로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 헤드 어셈블리(46)의 위치를 정한다. 상기 제어 신호는 상기 테스트 디바이스로부터 수신된 제 2 명령 신호에 기초하여 생성될 수 있다. 헤드 어셈블리(46)는 상기 서보 피드백 신호들에 기초하여 위치가 정해질 수도 있다. 단계(270)에서, 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 상기 서보 피드백 신호들에 기초하여 디스크(44)에 대하여 그리고 엑추에이터 팔들(116)에 대하여 트랙들의 쌍 상에서 위치 헤드들(70, 72)의 위치를 정한다.
단계(272)에서, 증폭기 모듈들(100, 102)은 동일한 시간 기간 동안 디스크(44)의 양 측면들 모두로부터 테스트 데이터를 판독한다. 제 2 증폭기 모듈(102)이 제 2 측면(82)으로부터 제 2 테스트 데이터를 판독하는 동안, 제 1 증폭기 모듈(100)은 제 1 측면(80)으로부터 제 1 테스트 데이터를 판독한다. 단계(274)에서 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 상기 기록 오퍼레이션 동안에 추가된 상기 ECC 데이터를 제거하는 것을 포함하여 디코더들(146, 148)를 통해 상기 테스트 데이터를 디코딩한다. 제 2 디코더(148)가 상기 제 2 테스트 데이터를 디코딩하는 동안, 제 1 디코더(146)는 상기 제 1 테스트 데이터를 디코딩할 수 있다.
단계(276)에서 상기 디코딩된 테스트 데이터는 동일한 기간 동안에 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)로부터 HDC 모듈들(84, 88)에 전송된다. 단계(278)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 상기 테스트 데이터(상기 제 1 테스트 데이터 및 상기 제 2 테스트 데이터를 포함하는)를 멀티플렉싱하거나 및/또는 상기 테스트 데이터를 버퍼(18)에 전송한다.
단계(280)에서, 버퍼 관리 모듈(32)로부터 버퍼(18)에 전송된 상기 테스트 데이터는 호스트 인터페이스(16)를 통해 상기 테스트 디바이스로 다시 전송된다. 단계(282)에서 상기 테스트 디바이스는 상기 테스트 데이터를 평가한다. 이것은 상기 HDD로부터 수신된 상기 테스트 데이터를 상기 HDD에 전송된 원래의 테스트 데이터와 비교하는 것을 포함할 수 있다. 단계(284)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 추가 테스트 데이터가 디스크(44)에 전송될지의 여부를 결정할 수 있다. 디스크(44)에 전송될 추가 테스트 데이터가 존재하는 경우, 단계(252)가 수행될 수 있으며, 그렇지 않으면 상기 방법은 단계(286)에서 종료할 수 있다.
단계들(252-266)은 양 측면들(80, 82) 모두 상의 모든 섹터들 내에 테스트 데이터를 저장하기 위해 단계(268)를 수행하기 이전에 반복적으로 수행될 수도 있다. 단계들(268-282)은 양 측면들(80, 82) 모두 상의 모든 섹터들을 채우는 것에 후속하여 반복적으로 수행될 수도 있다.
도 5에서 HDD 시스템(예를 들어, HDD 시스템(10))을 동작시키는 방법이 도시된다. 비록 다음의 태스크들이 도 1-2의 구현들과 관련하여 주로 설명되지만. 상기 태스크들은 본 발명의 다른 구현들에 적용하도록 쉽게 수정될 수 있다. 상기 태스크들은 반복적으로 수행될 수 있다. 도 5의 방법은 단계(300)에서 시작할 수 있다. 또한, 모든 태스크들이 수행될 필요는 없으며, 아래에 제공된 순서와 다른 순서로 수행될 수도 있다.
단계(302)에서, 상기 HDD는 기록 또는 판독 오퍼레이션을 수행하도록 호스트(22)로부터 명령 신호를 수신한다. 단계들(304-320)은 상기 HDD가 기록 오퍼레이션을 수행할 때 수행될 수 있다. 단계들(324-338)은 상기 HDD가 판독 오퍼레이션을 수행할 때 수행될 수 있다.
단계(304)에서, 사용자 데이터가 호스트 인터페이스(16)를 통해 호스트(22)로부터 수신된다. 단계(306)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 휘발성 메모리(또는 버퍼)(18) 내에 상기 사용자 데이터를 저장한다. 단계(308)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 상기 명령 신호에 기초하여 상기 사용자 데이터를 디멀티플렉싱하거나 및/또는 버퍼(18)로부터의 상기 사용자 데이터를 HDC 모듈들(84, 88)에 전송한다. 하나의 구현에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 제 1 HDC 모듈(84)에 제 1 섹터들(예를 들어, 일련의 섹터들 내의 홀수 섹터들)을 전송하고, 그리고 제 2 HDC 모듈(88)에 제 2 섹터들(예를 들어, 일련의 섹터들 내의 짝수 섹터들)을 전송할 수 있다. 다른 구현에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 제 1 섹터의 제 1 부분 또는 일련의 섹터들의 제 1 부분들을 제 1 HDC 모듈(84)에 전송하고, 그리고 상기 제 1 섹터의 제 2 부분, 제 2 섹터의 제 1 부분, 또는 일련의 섹터들의 제 2 부분들을 제 2 HDC 모듈(88)에 전송한다.
단계(310)에서, 서보 모터 모듈(74)은 헤드 어셈블리(46)의 위치를 정한다. 서보 모터 모듈(74)은 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)로부터 수신된 서보 피드백 신호들에 기초하여 헤드 어셈블리(46)의 위치를 정할 수 있다. 단계(312)에서, 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 서보 피드백 신호들에 기초하여 디스크(44)에 대하여, 그리고 엑추에이터 팔들(116)에 대하여 트랙들의 쌍 상에서 헤드들(70, 72)의 위치를 정한다.
단계(314)에서, HDC 모듈들(84, 88)은 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 상기 사용자 데이터를 전송한다. 이것은, 예를 들어, 상기 홀수 섹터들은 제 1 판독/기록 채널 모듈(86)로 전송하고, 그리고 상기 짝수 섹터들은 제 2 판독/기록 채널 모듈(90)로 전송하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 제 1 섹터의 제 1 부분 또는 상기 일련의 섹터들의 제 1 부분들은 제 1 판독/기록 채널 모듈(86)에 전송될 수 있으며, 그리고 상기 제 1 섹터의 제 2 부분, 상기 제 2 섹터의 제 1 부분, 및 상기 일련의 섹터들의 제 2 부분들은 제 2 판독/기록 채널 모듈(90)에 전송될 수 있다.
단계(316)에서, 판독/채널 모듈들(86, 90)은 HDC 모듈들(84, 88)로부터 수신된 상기 사용자 데이터의 섹터들을 인코딩할 수 있다. 상기 인코딩하는 것은 상기 사용자 데이터의 섹터들에 ECC 데이터를 추가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 ECC 데이터는 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)에 전송된 각 섹터 및/또는 섹터의 각 부분에 추가될 수 있다. 예를 들어, ECC 데이터는 인코더들(142, 144) 중 해당하는 하나의 인코더에 의해 상기 홀수 및 짝수 섹터들 각각에 추가될 수 있다. 다른 예로서, 제 2 ECC 데이터가 제 2 인코더(144)을 통해 상기 제 1 섹터의 제 2 부분에 추가되는 동안, 제 1 ECC 데이터는 제 1 인코더(142)를 통해 제 1 섹터의 제 1 부분에 추가될 수 있다. ECC 데이터는 사용자 데이터의 다른 섹터들의 부분들에 유사하게 추가될 수 있다.
단계(318)에서, 증폭기 모듈들(100, 102)은 동일한 시간 기간 동안에 헤드들(70, 72)을 통해 양 측면들(80, 82) 모두 상에 상기 사용자 데이터 및 상기 ECC 데이터를 기록한다. 제 2 증폭기 모듈(102)이 제 2 측면(82)에 제 2 사용자 데이터 및 제 2 ECC 데이터를 기록하는 동안, 제 1 증폭기 모듈(100)은 제 1 측면(80)에 제 1 사용자 데이터 및 제 1 ECC 데이터를 기록한다. 상기 제 1 사용자 데이터는 하나 이상의 섹터들을 포함할 수 있으며 또는 한 섹터의 오직 일 부분만을 포함할 수도 있다. 상기 제 2 사용자 데이터는 하나 이상의 섹터들을 포함할 수 있으며 또는 한 섹터의 오직 일 부분만을 포함할 수도 있다.
단계(320)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 추가 사용자 데이터가 디스크(44)에 기록될지의 여부를 결정할 수 있다. 디스크(44)에 기록될 추가 사용자 데이터가 존재하는 경우, 단계(304)가 수행될 수 있으며, 그렇지 않으면 상기 방법은 단계(322)에서 종료할 수 있다.
단계(324)에서, 서보 모터 모듈(74)은 버퍼 관리 모듈(32)로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 판독 오퍼레이션을 위해 헤드 어셈블리(46)의 위치를 정한다. 상기 제어 신호는 호스트(22)로부터 수신된 제 2 명령 신호에 기초하여 생성될 수 있다. 헤드 어셈블리(46)는 상기 서보 피드백 신호들에 기초하여 위치가 정해질 수 있다. 단계(326)에서, 서보 헤드 모듈들(76, 78)은 상기 서보 피드백 신호들에 기초하여 디스크(44)에 대하여, 그리고 엑추에이터 팔들(116)에 대하여 트랙들(76, 78)의 쌍 상에 위치 헤드들(70, 72)의 위치를 정한다.
단계(328)에서, 증폭기 모듈들(100, 102)은 동일한 시간 기간 동안에 양 측면들(80, 82) 모두로부터 사용자 데이터를 판독한다. 제 2 증폭기 모듈(102)이 제 2 측면(82)으로부터 제 2 사용자 데이터를 판독하는 동안, 제 1 증폭기 모듈(100)은 제 1 측면(80)으로부터 제 1 사용자 데이터를 판독한다. 단계(330)에서, 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)은 상기 기록 오퍼레이션 동안에 추가된 상기 ECC 데이터를 제거하는 것을 포함하여 디코더들(146, 148)를 통해 상기 사용자 데이터를 디코딩한다. 제 2 디코더(148)가 상기 제 2 사용자 데이터를 디코딩하는 동안, 제 1 디코더(146)는 상기 제 1 사용자 데이터를 디코딩할 수 있다.
단계(332)에서, 상기 디코딩된 사용자 데이터는 동일한 시간 기간 동안에 판독/기록 채널 모듈들(86, 90)로부터 HDC 모듈들(84, 88)에 전송된다. 단계(334)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 상기 사용자 데이터(상기 제 1 테스트 데이터 및 상기 제 2 테스트 데이터를 포함하는)를 멀티플렉싱하거나 및/또는 버퍼(18)에 상기 사용자 데이터를 전송한다.
단계(336)에서, 버퍼 관리 모듈(32)로부터 버퍼(18)에 전송된 상기 사용자 데이터는 호스트 인터페이스(16)를 통해 호스트(22)에 전송된다. 단계(338)에서, 버퍼 관리 모듈(32)은 추가 사용자 데이터가 디스크(44)로부터 판독될지의 여부를 결정할 수 있다. 디스크(44)로부터 판독될 추가 사용자 데이터가 존재하는 경우, 단계(324)가 수행될 수 있으며, 그렇지 않으면 상기 방법은 단계(322)에서 종료할 수 있다.
도 3-5의 전술된 태스크들은 예시적인 일례들일 뿐이다; 상기 태스크들은 연속적으로, 동기적으로, 동시적으로, 지속적으로, 중첩되는 시간 기간들 동안에, 또는 애플리케이션에 따라 서로 다른 순서로 수행될 수도 있다. 또한 상기 태스크들 중 임의의 태스크는 상기 구현예 및/또는 일련의 이벤트들에 따라 수행되지 않거나 또는 생략될 수도 있다.
상기 방법은 동일한 시간 기간 동안 디스크의 양 측면들 모두로부터 판독되거나 및/또는 양 측면들 모두에 기입하기 위한 VCM 및 헤드 엑추에이터들의 듀얼-스테이지 엑추에이션을 포함한다. 헤드 어셈블리가 헤드 위치들의 거친 조정을 수행하기 위해 먼저 이동되고, 그런 다음 상기 디스크의 각 측면 상에서 상기 헤드들이 상기 디스크와 엑추에이터 팔(들)에 대하여 이동되어, 미세 조정이 수행된다. 상기 헤드 어셈블리는 상기 각각의 헤드들보다 큰 스트로크(stroke)(최대 변위(maximum displacement))를 가질 수 있다. 비록, 상기 헤드들은 상기 헤드 어셈블리보다 더 제한된 스트로크를 갖지만, 디스크의 다수의 트랙들 위로 상기 헤드들이 이동될 수 있도록, 상기 헤드들의 스트로크는 충분히 크며 그리고 디스크의 피치는 충분히 작다. 이러한 점은, 트랙의 중심을 따라 헤드들의 위치가 정해지는 것을 허용하며(트랙-추종 모드(track-following mode)), 그리고 현재 위치 또는 트랙으로부터 타겟 트랙으로의 헤드들의 빠른 움직임을 제공하는 것을 허용한다(트랙-탐색 모드(track-seeking mode)).
전술된 시스템들 및 방법들은 동일한 시간 기간 동안에 디스크의 양 측면들 모두에서 데이터를 판독하고 그리고 기록하는 것을 포함하기 때문에, 상기 HDD로의 및 상기 HDD로부터 데이터 속도는, 한번에 디스크의 단일 측면에 기록 또는 판독하는 종래의 시스템들에 비해 두 배가 된다. 상기 데이터 속도는 기존 HDD에 비해 스핀들 모터(즉, 디스크의 회전 속도)의 속도를 변경함이 없이 두 배가 된다. HDD로부터 더 적은 전력 소비를 요구하는 애플리케이션들의 경우, 상기 데이터 전송 속도는 유지되거나 또는 기존의 HDD에 비해 증가되는 반면에, 상기 HDD의 스핀들 속도는 절반으로 감소될 수 있다. 디스크의 회전 속도를 감소시키면서도 데이터 속도를 유지하거나 혹은 증가시킬 수 있기 때문에, 디스크에 기록하거나 디스크로부터 판독될 때 생성되는 신호들의 신호 대 잡음비(SNR)들을 증가시키면서도 HDD의 전자적인 문제들을 감소시킬 수 있다.
전술된 시스템들 및 해당 방법들은 HDD의 비용을 감소시킬 수 있다. 상기 시스템들은, 동일한 시간 기간 동안에 디스크의 양 측면들 둘다 상에 병렬인 헤드들에 기록하거나 및 상기 헤드들로부터 판독하는 것을 포함하는, 셀프-서보 기록 절차 및 테스트 절차들을 수행한다. 이러한 것은 셀프-서보 기록 절차, 결함 검사 절차들, 및 다른 테스트 절차들을 수행하는 시간들을 감소시킨다.
또한, 데이터가 디스크의 양 측면들 모두로부터 판독되거나 또는 상기 양 측면들 모두에 기록되기 때문에, 본 명세서에서 설명된 상기 버퍼 관리 모듈, 상기 HDD 모듈들, 및/또는 상기 판독/기록 채널 모듈들은 기존 HDD 모듈들 보다 사용자 데이터를 더 잘 복구할 수 있다. 예를 들어, 결함이 디스크의 일 측면에 한정될 때, 상기 향상된 데이터 복구가 제공될 수 있다. 상기 개시된 버퍼 관리 모듈, HDC 모듈들, 및 판독/기록 채널 모듈들은 제 1 섹터의 제 2 부분 및/또는 상기 디스크의 어느 일 측면에 기록된 인접 섹터들에 기초하여 디스크의 제 1 측면 상의 상기 제 1 섹터의 제 1 부분을 복구할 수 있다. 인접 섹터들은 일련의 섹터들 중 결함 있는 섹터 이전에 또는 이후에 연속적으로 위치한 섹터들을 지칭할 수도 있다.
본 명세서에서 설명된 장치들 및 방법들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램들은 비-일시적 유형의 컴퓨터(non-transitory tangible computer) 판독 가능한 매체에 저장된 프로세서-실행 가능한 명령들을 포함한다. 상기 컴퓨터 프로그램들은 또한 저장된 데이터를 포함할 수 있다. 상기 비-일시적 유형의 컴퓨터 판독 가능한 매체의 한정함이 없는 예들은 비-휘발성 메모리, 마그네틱 저장소, 및 광학 저장소이다.

Claims (20)

  1. 하드 디스크 드라이브 시스템으로서,
    하드 디스크 어셈블리의 디스크의 제 1 표면으로부터 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 기록할 때 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 1 증폭기 모듈로부터 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하도록 구성된 제 1 채널 모듈, 여기서 상기 제 1 채널 모듈은 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 상기 제 1 데이터의 제 1 섹터의 제 1 부분을 기록하도록 구성되며; 및
    상기 제 1 채널 모듈이 상기 제 1 증폭기 모듈로부터 상기 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하는 동안, 상기 디스크의 제 2 표면에 판독하거나 또는 기록할 때 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 2 증폭기 모듈로부터 제 2 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 2 증폭기 모듈에 상기 제 2 데이터를 전송하도록 구성된 제 2 채널 모듈을 포함하며, 여기서 상기 제 2 채널 모듈은 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 상기 제 1 섹터의 제 2 부분을 기록하도록 구성되고, 상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분과 다르며, 그리고
    상기 디스크의 상기 제 1 표면에 기록된 상기 제 1 섹터의 상기 제 1 부분에 결함이 있는 경우, 상기 제 1 채널 모듈은 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 기록된 상기 제 1 섹터의 상기 제 2 부분에 기초하여 상기 디스크의 상기 제 1 표면의 상기 제 1 섹터의 상기 제 1 부분을 복구하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    버퍼로부터 데이터의 섹터들을 수신하거나 또는 상기 버퍼에 상기 데이터의 섹터들을 전송하도록 구성된 버퍼 관리 모듈을 더 포함하며, 여기서 상기 데이터의 섹터들은 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 버퍼 관리 모듈은 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면으로부터 판독하거나 또는 상기 제 1 표면 및 상기 제 2 표면에 기록할 때 상기 버퍼 내의 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터의 위치들을 추적하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 버퍼 관리 모듈은
    상기 버퍼와 제 1 제어 모듈 사이에 상기 제 1 데이터를 전송하도록 구성된 제 1 엑세스 모듈; 및
    상기 제 1 엑세스 모듈이 상기 버퍼와 상기 제 1 제어 모듈 사이에 상기 제 1 데이터를 전송하는 동안, 상기 버퍼와 제 2 제어 모듈 사이에 상기 제 2 데이터를 전송하도록 구성된 제 2 엑세스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 모듈은
    상기 디스크의 상기 제 1 표면에 결함 있는 섹터들(defective secters)을 매핑하도록 구성된 제 1 결함 모듈(defect module),
    상기 제 1 데이터가 상기 디스크의 상기 제 1 표면으로부터 판독되거나 또는 상기 제 1 표면에 기록되는 엑세스 위치를 추적하도록 구성된 제 1 섹터 추적 모듈, 및
    상기 제 1 데이터의 제 1 형식을 추적하도록 구성된 제 1 형식 모듈을 포함하며;
    상기 제 2 제어 모듈은
    상기 디스크의 상기 제 2 표면에 결함 있는 섹터들을 매핑하도록 구성된 제 2 결함 모듈,
    상기 제 2 데이터가 상기 디스크의 상기 제 2 표면으로부터 판독되거나 또는 상기 제 2 표면에 기록되는 엑세스 위치를 추적하도록 구성된 제 2 섹터 추적 모듈, 및
    상기 제 2 데이터의 제 2 형식을 추적하도록 구성된 제 2 형식 모듈을 포함하며; 그리고
    상기 제 1 채널 모듈 및 상기 제 2 채널 모듈 중 적어도 하나가 상기 디스크의 상기 제 1 표면에서의 상기 결함 있는 섹터들의 맵 및 상기 디스크의 상기 제 2 표면에서의 상기 결함 있는 섹터들의 맵에 기초하여 호스트에 상기 디스크에서의 공간의 총량을 보고하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 채널 모듈이 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 2 데이터를 판독하는 동안, 상기 제 1 채널 모듈은 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 1 데이터를 판독하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 채널 모듈이 상기 제 2 표면에 상기 제 2 데이터를 기록하는 동안, 상기 제 1 채널 모듈은 상기 제 1 표면에 상기 제 1 데이터를 기록하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 표면은 상기 디스크의 제 1 측면에 있으며; 그리고
    상기 제 2 표면은 상기 디스크의 제 2 측면에 있고, 상기 제 1 표면에 반대측인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 디스크 어셈블리는
    상기 제 1 표면으로부터 상기 제 1 데이터를 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 상기 제 1 데이터를 기록하도록 구성된 제 1 헤드; 및
    상기 제 1 헤드가 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 1 데이터를 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 상기 제 1 데이터를 기록하는 것과 동시에 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 2 데이터를 판독하거나 또는 상기 제 2 표면에 상기 제 2 데이터를 기록하도록 구성된 제 2 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 모듈로부터의 제 1 피드백 신호에 기초하여 제 1 서보 신호(servo signal)를 생성하도록 구성된 제 1 서보 헤드 모듈;
    상기 제 1 서보 신호에 기초하여 상기 제 1 헤드의 제 1 엑추에이터(actuator)를 구동하도록 구성된 제 1 드라이버 모듈;
    상기 제 2 채널 모듈로부터의 제 2 피드백 신호에 기초하여 제 2 서보 신호를 생성하도록 구성된 제 2 서보 헤드 모듈;
    상기 제 1 드라이버 모듈이 상기 제 1 엑추에이터를 구동하는 동안, 상기 제 2 서보 신호에 기초하여 상기 제 2 헤드의 제 2 엑추에이터를 구동하도록 구성된 제 2 드라이버 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    제 2 서보 기록 신호를 생성하는 동안, 제 1 서보 기록 신호를 생성하도록 구성된 셀프-서보 기록 모듈을 더 포함하며, 여기서
    상기 제 1 채널 모듈은 상기 제 1 표면에 제 1 서보 데이터를 기록하며, 그리고 상기 제 1 채널 모듈이 상기 제 1 표면에 상기 제 1 서보 데이터를 기록하는 동안, 상기 제 2 채널 모듈은 상기 제 2 표면에 제 2 서보 데이터를 기록하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 모듈 및 상기 제 2 채널 모듈은 셀프-서보 기록 절차를 수행하도록 구성되며; 그리고
    상기 셀프-서보 기록 절차 동안에, 상기 제 2 채널 모듈이 제 2 헤드를 통해 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 기록하는 동안, 상기 제 1 채널 모듈은 제 1 헤드를 통해 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 기록하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 모듈 및 상기 제 2 채널 모듈은 테스트 절차를 수행하도록 구성되며; 그리고
    상기 테스트 절차 동안에, 상기 제 2 채널 모듈이 제 2 헤드를 통해 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 기록하거나 또는 상기 제 2 표면으로부터 판독하는 동안, 상기 제 1 채널 모듈은 제 1 헤드를 통해 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 기록하거나 또는 상기 제 1 표면으로부터 판독하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브 시스템.
  14. 하드 디스크 드라이브 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    하드 디스크 어셈블리의 디스크의 제 1 표면으로부터 판독하거나 또는 상기 제 1 표면에 기록할 때 제 1 채널 모듈을 통해 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 1 증폭기 모듈로부터 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하는 단계;
    상기 제 1 채널 모듈을 통해 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 상기 제 1 데이터의 제 1 섹터의 제 1 부분을 기록하는 단계;
    상기 제 1 채널 모듈을 통해 상기 제 1 증폭기 모듈로부터 상기 제 1 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 1 증폭기 모듈에 상기 제 1 데이터를 전송하는 동안, 상기 디스크의 제 2 표면에 판독하거나 또는 기록할 때 제 2 채널 모듈을 통해 상기 하드 디스크 어셈블리의 제 2 증폭기 모듈로부터 제 2 데이터를 수신하거나 또는 상기 제 2 증폭기 모듈에 상기 제 2 데이터를 전송하는 단계;
    상기 제 2 채널 모듈을 통해 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 상기 제 1 섹터의 제 2 부분을 기록하는 단계, 여기서 상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분과 다르며; 및
    상기 디스크의 상기 제 1 표면에 기록된 상기 제 1 섹터의 상기 제 1 부분에 결함이 있는 경우, 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 기록된 상기 제 1 섹터의 상기 제 2 부분에 기초하여 상기 제 1 채널 모듈을 통해 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 기록된 상기 제 1 섹터의 상기 제 1 부분을 복구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    호스트 인터페이스를 통해 호스트로부터 명령 신호를 수신하는 단계, 여기서 상기 명령 신호는 상기 호스트로부터 상기 하드 디스크 드라이브 시스템에 송신되며; 및
    상기 명령 신호에 기초하여 버퍼 관리 모듈을 통해 데이터의 섹터들을 버퍼로부터 수신하거나 또는 상기 데이터의 섹터들을 상기 버퍼에 전송하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 데이터의 섹터들은 상기 제 1 데이터 및 상기 제 2 데이터를 포함하는 것을 특징으로 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 모듈로부터의 제 1 피드백 신호에 기초하여 제 1 서보 신호를 생성하는 단계;
    상기 제 1 서보 신호에 기초하여 제 1 헤드의 제 1 엑추에이터를 구동하는 단계;
    상기 제 2 채널 모듈로부터의 제 2 피드백 신호에 기초하여 제 2 서보 신호를 생성하는 단계;
    상기 제 1 엑추에이터를 구동하는 동안, 상기 제 2 서보 신호에 기초하여 제 2 헤드의 제 2 엑추에이터를 구동하는 단계;
    상기 제 1 채널 모듈로부터의 상기 제 1 피드백 신호 및 상기 제 2 채널 모듈로부터의 상기 제 2 피드백 신호 중 적어도 하나에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 제어 신호에 기초하여 헤드 어셈블리를 작동(actuate)하도록 제 2 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 헤드 어셈블리는 상기 제 1 헤드 및 상기 제 2 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    셀프-서보 기록 절차를 수행하는 단계; 및
    상기 셀프-서보 기록 절차 동안에, 상기 제 2 채널 모듈을 사용하여 제 2 헤드를 통해 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 기록하는 동안, 상기 제 1 채널 모듈을 사용하여 제 1 헤드를 통해 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 기록하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    테스트 절차를 수행하는 단계; 및,
    상기 테스트 절차 동안에, 상기 제 2 채널 모듈을 사용하여 제 2 헤드를 통해 상기 디스크의 상기 제 2 표면에 기록하거나 또는 상기 제 2 표면으로부터 판독하는 동안, 상기 제 1 채널 모듈을 사용하여 제 1 헤드를 통해 상기 디스크의 상기 제 1 표면에 기록하거나 또는 상기 제 1 표면으로부터 판독하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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