KR20000034858A - 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법 및 그 장치 - Google Patents

셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기헤드의 이송을 제어하기 위한 각 트랙의 서보 패턴에 대한 정보를 임의의 저장수단에 저장하고 있으며, 스핀들 모터에 의해 회전하는 자기 디스크에 데이터 리딩/라이팅 동작을 수행하는 고용량 자기 디스크 구동 시스템에서의 셀프 서보 라이팅 동작시 기준 서보 패턴 기록방법에 관한 것으로 특히, 스핀들 모터가 회전하는 가운데 임의의 포인트를 기준으로 1회전되었는가를 판단하는 제 1과정과, 제 1과정을 통해 상기 스핀들 모터가 임의의 포인트를 기준으로 1회전되었다고 판단되면 이후 발생되는 스핀들 모터의 회전속도에 대응하는 특정신호에 동기하여 저장수단에 저장되어 있는 서보 패턴을 기록하는 제 2과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법 및 그에 따른 장치를 제공하여 서보 라이터 등과 같은 별도의 특정한 장치를 사용하지 않고서도 서보 라이팅 동작이 이루어질 수 있도록 자기 디스크 기록장치 자체적으로 기록할 수 있는 기준 즉, 서보 라이터에 구비되어 있는 기준클럭 발생용 클럭헤드와 클럭 미디어 없이 기준 서보 정보만 가지고 다른 트랙의 서보 패턴을 기록할 수 있다는 것이다.

Description

셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법 및 그 장치{reference servo pattern writing method of high-capacity magnetic media driving apparatus for self-servo writing and device for the same}
본 발명은 고용량 자기 기록매체 상에 데이터를 기록하는 방법에 관한 것으로 특히, 서보 라이터라는 특수 장치를 사용하여 기록매체 상에 임베디드(embedded) 서보 패턴을 기록하는 종래 방식에서 탈피하여 구동 장치 스스로가 서보 패턴을 기록하고 이를 기준으로 데이터를 쓰거나 읽어들일 수 있도록 하기 위하여 서보 패턴을 기록하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치에서 초기 기준이 되는 서보 패턴을 기록하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 임베디드 서보 방식을 사용하는 자기 기록매체로서 상용화되어 있는 대표적인 저장매체로는 하드디스크(Hard Disk)와 고용량 플로피 디스크(Floppy Disk)를 예로 들 수 있다.
상술한 자기 기록매체 즉, 하드디스크나 고용량 플로피 디스크상의 디스크(1) 자화면에는 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 참조번호 S1∼Sk로 표시되는 서보 영역과 참조번호 D1∼Dk로 표시되는 데이터 영역으로 구분되는데, 서보 영역(S1∼Sk)에 저장되는 서보정보란 디스크 상에 데이터를 쓰거나 쓰여진 데이터를 읽기 위해 참조번호 T1∼Tn으로 표시되는 트랙을 따라 자기헤드가 정확하게 이동하는데 필요한 자기헤드의 위치 인식 기준데이터를 칭하는 것이다. 통상적으로 하드디스크나 고용량 플로피 디스크는 100여 개 내외의 서보 영역을 갖는다.
이때, 상기 서보영역 내(內) 서보정보를 표시하는 방식중 대표적인 방식이 임베디드 서보방식인데, 통상적인 서보 패턴은 첨부한 도 2에 도시되어 있는 바와 같다.
상기 도 2에 도시되어 있는 임베디드 서보 방식에 따른 서보 패턴은 간략 도로써, 서보동기(servo Sync) 패턴과 서보 어드레스 마크(Servo Address Mark: SAM) 패턴과 인덱스 패턴과 그레이코드 패턴 및 버스트 A, B, C, D로 구성된다.
상기 서보동기 패턴은 서보 어드레스 마크를 찾기 위한 영역으로 서보영역의 첫 부분이다. 상기 서보 어드레스 마크(SAM)는 데이터 구간에서는 발생할 수 없는 특별한 패턴을 사용하며 해당 서보 섹터의 타이밍 기준을 제공한다. 또한, 상기 그레이코드는 디스크 상에서 트랙의 위치를 나타내기 위한 정보이며, 상기 버스트 신호는 한 트랙 내에서 헤드의 위치를 나타내기 위한 정보이다.
따라서, 하드디스크나 고용량 플로피 디스크 등과 같은 자기 디스크는 데이터 기록매체로써 그 역할을 수행하는데 있어 서보정보가 가장 주요한 파라메타이며, 상기 서보정보가 손상되거나 소실되는 경우 자기헤드가 트랙을 따라 이동할 수 없으므로 그 기능을 상실하게 된다.
그러므로, 하드디스크의 경우 그 특성상 하드디스크 드라이버(Hard Disk driver)의 생산공정 중에 서보정보를 하드디스크 상에 기록하는 서보 라이팅 공정이 수행되며, 고용량 플로피 디스크의 경우는 플로피 디스크 생산공정 중에 수행되어진다.
상기 서보 라이팅 공정은 헤드의 위치를 제어하는 서보정보를 기록하는 것이기 때문에 전술한 바와 같이 트랙 탐색의 성능은 물론이고 트랙추종의 성능까지도 영향을 주게되는데, 이는 트랙탐색 및 트랙추종 제어시 서보라이팅 공정중 기록된 상기 서보정보가 이용되기 때문이다.
그러므로, 상술한 바와 같이 임베디드 서보 방식을 사용하는 자기 디스크 구동장치에서 그 구동장치에 사용되는 자기 디스크에는 데이터를 기록하기 위한 트랙정보 및 헤드가 정해진 트랙 상에 정확하게 위치하도록 하는 위치정보를 가진 서보 패턴이 필수적으로 구비되어야 하므로, 서보 패턴을 기록할 수 있는 서보 패턴 라이터는 필수적인 장비이다.
상술한 서보 트랙 라이팅 공정을 수행하기 위한 서보 패턴 라이터의 구성을 첨부한 도 3을 참조하여 살펴보면, 도 3은 일반적인 고용량 플로피 디스크의 서보 라이터의 구성 예시도로서, 입력되는 제어신호에 따라 액츄에이터 종단에 구비되어 있는 자기헤드(45)를 이송시키는 보이스 코일 모터(voice coil motor; 46)와, 상기 보이스 코일 모터(46)의 구동에 따라 상기 자기헤드(45)의 이송거리를 감지하기 위한 광학 엔코더(44)와, 상기 자기헤드(45)를 통해 플로피 자기디스크(38)의 표면에 데이터를 기록하기 위해 상기 자기헤드(45)측으로 유입되는 서보패턴을 제공하는 R/W 채널(42)과, 입력되는 구동신호에 의해 상기 플로피 자기디스크(38)를 회전시키는 스핀들 모터(35)와, 입력되는 제어신호에 따라 상기 스핀들 모터(35)에 구동신호를 제공하는 모터 구동부(34)와, 상기 스핀들 모터(35)의 회전력을 상기 플로피 자기디스크(38)에 제공하는 회전축에 구비되어 상기 플로피 자기디스크(38)와 동일한 속도로 회전하는 하드 자기디스크(37)와, 서보패턴의 기록을 위한 기준신호를 발생시키는 기준클럭 발생부(33)와, 제어신호에 따라 상기 기준클럭 발생부(33)에서 발생되어지는 기준신호를 상기 하드 자기디스크(37)에 기록하거나 상기 하드 자기디스크(37)에 기록되어진 기준신호를 읽어들이는 기준헤드(36)와, 상기 플로피 자기디스크(38)에 기록되어질 서보패턴을 저장하고 입력되는 제어신호에 따라 저장된 데이터를 출력하는 서보패턴 발생부(31), 및 상기 구성요소들을 제어하여 플로피 자기디스크(38)에 서보패턴을 기록하도록 하는 주 제어부(30)로 구성되어 있다.
상기 구성 설명에서 언급하지 않은 사용자 인터페이스부(32)는 사용자가 상기 서보 라이터의 동작을 확인하고 이를 제어할 수 있도록 화면 표시부와 서보 라이팅 동작 조정용 신호를 입력시키는 입력부 등으로 구성되며, 참조번호 40으로 표시되는 DAC는 주 제어부(30)에서 발생되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 보이스 코일 모터(46)에 제공하기 위한 D/A 변환기이고, 참조번호가 미 부여되어 있는 R/W채널 제어부는 상기 R/W채널(42)을 통해 상기 자기헤드(45)측에 제공하는 서보패턴 정보의 동기 등을 매칭시키는 기능을 수행한다.
상술한 바와 같이 구성되는 고용량 플로피 디스크의 서보 라이터의 바람직한 동작을 간략히 살펴보면, 주 제어부(30)는 사용자 인터페이스부(32)에서 발생되는 서보 라이팅 동작 조정용 신호를 입력받아 서보패턴 발생부(31)에 기록되어 있는 서보패턴중 대응하는 서보패턴을 억세스 한다.
이후, 상기 주 제어부(30)는 상기 서보패턴 발생부(31)에서 억세스 되어진 서보패턴을 R/W채널 제어부에 입력시킨다. 이때, 상기 주 제어부(30)는 상기 광학 엔코더(44)에서 출력되는 자기헤드의 위치정보를 검색하며 보이스 코일 모터(46)에 인가하는 제어신호를 조정함으로써 플로피 자기 디스크(38)상의 서보패턴이 처음 기록될 초기위치를 결정한다. 통상 초기위치는 제로트랙(0 track)에 위치한다.
또한, 각 트랙에 기록되어질 서보패턴의 타이밍을 정확하게 동기 시키기 위하여 상기 주 제어부(30)는 기준클럭 발생부(33)에서 발생되어지는 기준신호를 기준헤드(36)를 통해 하드 자기디스크(37)에 기록하고 이를 이용하여 디스크의 회전속도 제어 및 상기 플로피 자기 디스크(38)에 기록되는 서보패턴의 동기신호로 사용한다.
따라서, 스핀들 모터(35)의 회전속도가 정속도를 유지하고 기준신호가 정확하게 기록되어지고 나면, R/W채널 제어부를 통해 서보패턴 발생부(31)에서 억세스 되어진 서보패턴이 상기 플로피 자기 디스크(38)에 기록되어지고, 다음 트랙의 위치로 상기 자기헤드(45)가 이동할 수 있도록 상기 주 제어부(30)는 상기 광학 엔코더(44)에서 출력되는 자기헤드(45)의 위치정보를 피드백 받아 이동거리를 계산하여 상기 보이스 코일 모터(46)에 입력되는 제어신호를 조정한다.
이상과 같은 동작은 전체 트랙에 대하여 서보 패턴이 기록되어질 때까지 반복적으로 이루어진다.(단, 기준신호가 하드 자기 디스크에 기록되는 과정은 단일동작 또는 소수의 반복동작이다.)
따라서, 상술한 과정을 통해 각각의 트랙에는 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 약 100여 개의 서보영역이 형성되며, 상기 서보 영역에 기록되는 임베디드 방식의 서보 정보는 첨부한 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 포맷을 가지지만, 이를 실 예로 살펴보면 첨부한 도 4에 도시되어 있는 바와 같다.
첨부한 도 4는 임베디드 방식에 서보 패턴의 실 예로서, 버스트 C영역에 정보가 실리지 않는 경우의 예시 도이다.
그러나, 상기 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 서보 패턴 라이터의 가격이 매우 고가인 관계로 자기 디스크 구동장치의 생산 단가 절감이란 목표에 한계가 있고, 자기 디스크상의 서보 패턴이 손상되는 경우 이의 유지 보수를 위해서는 서보 패턴 라이트와 같은 별도의 장지를 사용하여야 하는 등의 문제점이 발생되었다.
더욱이, 고용량 플로피 디스크의 경우 현재까지 제안되어진 서보 패턴 기록방식이 크게 광학 방식과 자화 방식으로 구분되는데, 상기 자화 방식의 경우 디스크 표면에 기록되어진 서보패턴이 주변 자장의 영향(자석에 근접하였다거나 큰 자장이 형성되는 시스템 주변에 위치시킨 경우 등)에 의해 소실되는 경우가 빈번하게 발생되어 플로피 디스크를 더 이상 사용할 수가 없으므로 폐기시키게 된다는 문제점이 발생되었다.
그 이유는, 고용량 플로피 디스크의 구동장치에서는 트랙 폭이 매우 좁은 것을 감안하여 자기헤드의 이송을 위한 모터로 보이스 코일 모터(voice coil motor)를 사용하였는데, 보이스 코일 모터의 특성상 서보 패턴을 기준으로 하는 폐루프 제어방식을 사용하여야 하므로 서보 패턴의 손상 또는 소실(消失)시 자기헤드의 이송이 불가능해지기 때문이다.
반면에, 광학 방식의 서보 패턴 기록 방식에서는 레이저 가공에 의해 디스크 표면에 형성되어진 서보패턴의 손상 또는 소실 가능성은 없으나, 광학형 서보 패턴의 인식을 위한 광학 제어계로 인한 드라이브 가격 상승요인이 발생하는 등의 부가적인 문제점들이 발생되었다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 본 발명과 동일한 출원인 및 발명자에 의해, 외부 장치의 도움 없이 임베디드 서보 방식을 사용하는 자기 기록매체의 구동 시스템이 자체적으로 자기 기록매체 상에 위치 제어를 위한 서보 신호를 기록할 수 있도록 하는 자기 기록매체 구동장치의 셀프 서보 라이팅 방식이 제안되었다.
상술한 셀프 서보 라이팅 기법을 간략히 설명하면, 헤드 이송장치를 서보 패턴이 아닌 다른 기준(오픈 루프제어, 위치감지 제어)을 통해 이송하면서 기록매체의 구동을 위한 구동수단으로부터 발생되는 인덱스 펄스를 기준으로 그에 동기하여 메모리 수단에 저장되어 있는 서보 패턴을 기록하는 방식이다.
그러나, 본 발명과 동일한 출원인 및 발명자에 의해 제안된 셀프 서보 라이팅 방식의 적용시 서보패턴이 존재하지 않는 자기 기록매체상의 임의의 위치에 헤드를 위치시키기 위한 기술이 개발된다 하더라도 서보 패턴의 정보를 기록시 동기 매칭을 할 수 있도록 하는 기준신호를 생성할 수 있는 기술이 필요하다는 기술적 필요성이 대두되었다.
즉, 첨부한 도 3에 도시되어 있는 서보 라이터의 구성 중, 기준클럭 발생부(33)와, 기준헤드(36), 및 하드 자기디스크(37)등을 대체할 수 있는 방법이 제시되어야만 고용량 플로피 디스크 드라이버에서 자체적으로 기록하는 서보패턴의 동기매칭이 이루어진다는 것이다.
상술한 기술적 필요성에 의하여 제안되어진 본 발명의 목적은 서보 라이터라는 특수 장치를 사용하여 기록매체 상에 임베디드(embedded) 서보 패턴을 기록하던 종래 기술에서 탈피하여 구동 장치 스스로가 서보 패턴을 기록하고, 구동 장치 스스로가 서보 패턴을 기록하고 이를 기준으로 데이터를 쓰거나 읽어들일 수 있도록 하기 위하여 서보 패턴을 기록하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치에서의 초기 기준이 되는 서보 패턴을 기록하는 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 자기 디스크상의 영역 구분 예시도,
도 2는 임베디드 방식의 서보 정보 포맷 예시도,
도 3은 일반적인 고용량 플로피 디스크의 서보 라이터의 구성 예시도,
도 4는 임베디드 방식에 서보 패턴의 실 예,
도 5는 본 발명이 적용되는 셀프 서보 라이팅 기능을 갖는 고용량 플로피 디스크 구동장치의 간략 구성 예시도,
도 6은 도 5에 도시되어 있는 고용량 플로피 디스크 구동장치의 셀프 서보패턴 기록 과정의 동작 순서도,
도 7은 도 6에 도시되어 있는 실시예의 기술적 사상을 설명하기 위한 예시도,
도 8은 본 발명에 따른 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 과정을 설명하기 위한 간략 파형 예시도,
도 9는 도 8의 부분 상세 파형 예시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
310 : 자기 헤드 320 : 스핀들 모터
330 : 마이크로 스텝 모터 340 : 제어부
350, 360 : 디지털-아날로그 변환부 370, 380 : 마이크로 스텝 모터 구동부
390 : 읽기/쓰기 회로부 400 : 스핀들 모터 구동부
410 : 인터페이스부 420 : 메모리부
450 : (플렉시블) 자기 디스크
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 자기헤드의 이송을 제어하기 위한 각 트랙의 서보 패턴에 대한 정보를 임의의 저장수단에 저장하고 있으며, 스핀들 모터에 의해 회전하는 자기 디스크에 데이터 리딩/라이팅 동작을 수행하는 고용량 자기 디스크 구동 시스템에서의 셀프 서보 라이팅 동작시 기준 서보 패턴 기록방법에 있어서: 상기 스핀들 모터가 회전하는 가운데 임의의 포인트를 기준으로 1회전되었는가를 판단하는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 상기 스핀들 모터가 임의의 포인트를 기준으로 1회전되었다고 판단되면 이후 발생되는 스핀들 모터의 회전속도에 대응하는 특정신호에 동기하여 상기 저장수단에 저장되어 있는 서보 패턴을 기록하는 제 2과정을 포함하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징으로는 상기 제 1과정에서의 스핀들 모터의 1회전여부의 판단은 인덱스 펄스의 발생여부로 판단하며, 상기 제 2과정에서의 특정신호는 정현파의 형태로 발생되는 96개의 FG신호를 사용하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 다른 특징으로 상기 제 2과정은 상기 제 1과정을 통해 상기 스핀들 모터가 임의의 포인트를 기준으로 1회전되었다고 판단되면 이후 발생되는 스핀들 모터의 회전속도에 대응하는 특정신호의 제로 크로스 포인트에 동기하여 서보 패턴 기록 제어신호를 발생시키는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 발생되어진 서보 패턴 기록 제어신호의 인에이블 구간에 서보 패턴 기록을 위한 소정 주파수를 갖는 클럭신호를 발생시키는 제 2단계, 및 상기 제 2단계에서 발생되는 클럭신호에 의해 저장되어 있는 서보 패턴을 자기 디스크에 기록하는 제 3 단계를 포함하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 또 다른 특징으로 상기 서보 패턴 기록 제어신호는 펄스의 형태를 가지며 그 발생 주기는 상기 특정신호의 발생 주기와 동일하고, 인에이블 구간의 길이는 상기 특정신호의 반주기보다 작으며, 상기 서보 패턴 기록 제어신호의 인에이블 구간은 상기 특정신호의 제로 크로스 포인트에 동기하여 발생시키는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은 자기헤드의 이송을 제어하기 위한 각 트랙의 서보 패턴에 대한 정보를 임의의 저장수단에 저장하고 있으며, 스핀들 모터에 의해 회전하는 자기 디스크에 데이터 리딩/라이팅 동작을 수행하는 고용량 자기 디스크 구동 시스템에서의 셀프 서보 라이팅 동작시 기준 서보 패턴 기록을 위한 장치에 있어서: 1회전시 하나의 인덱스 펄스와 96개의 FG신호를 생성하는 스핀들 모터를 구비하고; 인덱스 펄스가 발생된 이후 발생되는 FG신호의 제로 크로스 포인트에 동기되어 펄스의 형태를 가지며 그 주기는 FG신호의 주기와 동일하고, 인에이블 구간의 길이는 상기 FG신호의 반주기보다 작은 서보 패턴 기록 제어신호를 발생시키며, 상기 서보 패턴 기록 제어신호의 인에이블 구간동안 소정 주파수의 클럭신호를 발생시켜 이를 기준으로 상기 저장수단에 저장되어 있는 서보 패턴을 상기 자기 디스크에 기록시키는 제어수단을 구비하는 것에 의하여 서보 패턴 라이팅을 위한 기준 서보 패턴을 형성시키는 데 있다.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람에 의해 첨부한 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
우선, 본 발명을 설명하기에 앞서, 근래 본 발명과 동일한 출원인 및 발명자에 의하여 제안되어진 셀프 서보 라이팅 방식에 대하여 간략히 살펴보면, 셀프 서보 라이팅 방식의 기술적 사상은 첨부한 도 3에 도시되어 있는 서보 라이트 장치의 가장 중요한 구성 또는 파라메타인 자기헤드(45)의 매우 정밀한 이동수단(44, 46, 40)과, 기준신호의 생성수단(33, 36, 37) 및 서보패턴 발생수단(31, 42)을 자기 디스크 구동장치 내부의 구성요소들로 하여금 수행하도록 함으로써 서보 라이트 없이도 서보 패턴 즉, 위치정보를 자기 디스크 상에 기록할 수 있도록 하고자 하는 것이다.
따라서, 본 발명은 셀프 서보 라이팅 방식의 적용을 위하여 스핀들 모터의 특성 즉, 인덱스 펄스와 FG(frequency generation) 신호의 발생 기능을 사용하여 첨부한 도 3에 도시되어 있는 서보 라이트 장치의 기준신호의 생성수단(33, 36, 37)을 대체하고자 하는 것이다.
우선, 본 발명이 적용되는 셀프 서보 라이팅 장치의 예를 첨부한 도 6을 참조하여 들어 살펴보기로 한다
도 6은 셀프 서보 라이팅 기능을 갖는 기록매체 구동 장치의 구성 예시도로서, 자기 헤드(Magnetic Head)(310)와, 스핀들 모터(Spindle Motor)(320), 마이크로 스텝모터(Micro Step Motor)(330), 제어부(Micro Controller)(340), 제 1 디지털-아날로그 변환부(350), 제 2 디지털-아날로그 변환부(360), 제 1 스텝모터 구동부(370), 제 2 스텝모터 구동부(380), 읽기/쓰기 회로부(390), 스핀들 모터 구동부(400), 인터페이스(Interface)부(410), 및 메모리부(420)를 포함하여 구성된다.
상기 구성들의 간략한 기능을 살펴보면, 상기 자기헤드(310)는 자기 디스크(450)로부터 데이터를 읽고 쓰기 위한 것이다. 또한, 상기 스핀들 모터(320)는 상기 자기 디스크(450)를 일정한 속도로 회전시키기 위한 모터이고, 상기 마이크로 스텝 모터(330)는 상기 자기 디스크(450)의 트랙과 트랙 사이로 상기 자기헤드(310)를 미세하게 직선 이동시키기 위한 모터로서, 2상 스텝 모터를 이용한 마이크로 스텝제어 가능한 것이다.
상기 제어부(340)는 상기 자기 헤드(310), 상기 스핀들 모터(320), 및 상기 마이크로 스텝 모터(330)를 포함하는 전체 구성을 유기적으로 제어하기 위한 것으로서, 상기 자기 헤드(310)를 통하여 상기 자기 디스크(450)로부터 읽은 위치 정보 신호를 판독하여 그 자기 헤드(310)의 트랙간 이동 위치를 계산하고 그 계산을 기초로 상기 마이크로 스텝 모터(330)의 구동을 위한 디지털 위상 제어 신호를 발생하고, 상기 스핀들 모터(320)의 구동을 위한 제어 신호를 발생하며, 상기 자기 헤드(310)를 통하여 상기 자기 디스크(450)에 데이터를 읽거나 쓰기 위한 제어 신호를 발생한다.
또한, 상기 제 1 마이크로 스텝 모터 구동부(370)는 상기 제 1 디지털-아날로그 변환부(350)의 출력 신호에 따라 상기 2상 마이크로 스텝 모터(330)의 구동을 위한 제 1상의 전류 흐름을 제어하기 위한 것이고, 상기 제 2 마이크로 스텝 모터 구동부(380)는 상기 제 2 디지털-아날로그 변환부(360)의 출력 신호에 따라 상기 2상 마이크로 스텝 모터(330)의 구동을 위한 제 2상의 전류 흐름을 제어하기 위한 것이다.
상기 읽기/쓰기 회로부(390)는 상기 제어부(340)의 제어 신호에 따라, 상기 자기 헤드(310)를 통하여 상기 자기 디스크(450)에 데이터를 쓰거나 또는 그 자기 디스크(450)에 기록된 데이터를 읽기 위한 신호를 출력하여, 상기 자기 헤드(310)의 읽기 및 쓰기를 제어하기 위한 것이다.
상기 스핀들 모터 구동부(400)는 상기 제어부(340)의 제어 신호에 따라 상기 스핀들 모터(320)를 구동하기 위한 것이고, 상기 인터페이스부(410)는 컴퓨터(미도시)와 상기 제어부(340) 간의 데이터 통신을 위한 것이다.
상기 인터페이스부(410)는 컴퓨터 등의 주변기기와 상기 제어부(340) 간의 데이터 통신을 위한 것이고, 상기 메모리부(420)는 상기 각종 데이터의 임시 저장 및 전체 시스템을 유기적으로 제어하기 위한 프로그램을 저장하여 상기 제어부(340)를 지원하기 위한 것으로, 램(RAM)과 롬(ROM) 등의 메모리들을 조합하여 구성된다.
또한, 상기 롬(ROM)에는 서보패턴 발생을 위한 데이터가 저장되어 있다.
상기와 같이 구성되어 본 발명이 적용되는 셀프 서보 라이팅 기능을 갖는 고용량 플로피 디스크 구동장치에서의 셀프 서보패턴 기록 과정의 바람직한 동작 예가 첨부한 도 6에 도시되어 있다.
도 6은 도 5에 도시되어 있는 고용량 플로피 디스크 구동장치의 셀프 서보패턴 기록 과정의 동작 순서도로서, 첨부한 도 5의 구성을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
스텝 S101에서 제어부(340)는 인터페이스부(410)를 통해 호스트 측에서 셀프 서보 라이팅 동작에 대한 요청이 존재하는 가를 판단하는데, 셀프 서보 라이팅 동작 요청이 존재하지 않는다고 판단되면 스텝 S102로 진행하여 통상의 디스크 드라이버의 동작을 수행한다.
만약, 상기 스텝 S101에서 호스트 측에서 셀프 서보 라이팅 동작에 대한 요청이 존재하였다고 판단되면 스텝 S103으로 진행하여 롬에 저장되어 있는 헤드 이송 데이터를 기준으로 해당 데이터에 따른 위치로 자기 헤드(310)를 이송시킨다.
이때, 상기 도 5에서와 같이 마이크로 스텝 모터(330)의 경우 자기 디스크의 구조에 따른 기준위치를 미리 저장하고 있으므로 저장되어 있는 위치까지 리셋상태에서 마이크로 스텝 모터(330)를 이동시킨다.
반면에, 만약 도 5에서와 같이 마이크로 스텝 모터(330)를 사용하지 않는 경우 즉, 보이스 코일 모터를 사용하는 경우에는 자기/광학 위치센서를 이용하여 초기 위치를 센싱하고 센싱된 해당 초기 위치로 상기 자기 헤드(310)를 이동시킨다.
이후, 스텝 S104에서는 자기 디스크 상에 잔존하는 데이터를 삭제하게 되는데, 그 이유는 잔존하는 데이터에 의해 새로이 기록되는 서보정보에 오류가 발생되는 것을 방지하기 위한 것으로 디스크상의 모든 트랙에 대하여 DC 지움(Erase)을 시행하는 것이다.
상술한 스텝 S104의 과정을 통한 잔존 데이터의 삭제 동작이 이루어지면 스텝 S105에서는 상기 스텝 S103의 과정을 통해 헤드가 위치하였던 초기 위치로 자기 헤드(310)를 회귀시킨다.
상기 스텝 S105의 과정을 통해 초기 위치로 상기 자기헤드(310)가 회귀되면, 스텝 S106에서는 상기 롬에 저장되어 있는 서보패턴을 억세스하고 스텝 S107로 진행하여 상기 스핀들 모터(320)에서 인덱스 펄스가 발생되었는가를 판단한다.
상기 스텝 S107에서 인덱스 펄스가 발생되었다고 판단되면 스텝 S108로 진행하여 상기 스핀들 모터(320)에서 발생되는 FG신호에 동기하여 상기 스텝 S106에서 억세스 되어진 서보 패턴을 기록한다.
이때, 통상적으로 자기 디스크(450)는 표면과 이면에 모두 데이터를 저장할 수 있도록 하기 위하여 상기 자기헤드(310)는, 상기 자기 디스크(450) 표면에 데이터를 쓰거나 읽을 수 있도록 하는 제 1헤드와 상기 자기 디스크(450) 이면에 데이터를 쓰거나 읽을 수 있도록 하는 제 2헤드로 구성되며, 상기 제 1헤드와 제 2헤드는 소정 개수의 트랙간격만큼 이격 거리를 유지하고 있다.
이후, 스텝 S109에서는 상기 스텝 S108의 과정을 통해 기록되진 서보패턴을 읽어들이면서 자기헤드(310)를 0.5 트랙 간격 이내 또는 0.5 헤드 간격만큼 이동시키고, 스텝 S110에서는 종전에 데이터를 기록하였던 헤드를 통해 즉, 상기 스텝 S109에서 하프 트랙 이동시 하프 트랙이 걸리는 헤드를 통해 데이터를 읽어들이면서 다른 이면에 존재하는 헤드를 통해 읽어들이는 데이터를 동시에 기록한다.
상기 스텝 S109에서 서보패턴을 읽어들이면서 자기헤드(310)를 이송시키는 이유는 마이크로 스텝 모터제어에 의하여 오픈루프 방식의 제어를 수행할 수도 있으나 정확한 헤드의 미세 이동을 유지하기 위한 것으로, 읽혀지는 서보 패턴의 정보량이 정상 동작시 헤드를 통해 읽혀지는 정보량에 비하여 50%이면 정확하게 하프 헤드 간격의 이송이 이루어졌다고 판단할 수 있다는 것이다.
따라서, 스텝 모터를 서보패턴에 의해 폐루프 제어를 수행하게 되는 것이다. 물론, 마이크로 스텝 제어기술과 혼용하여야 한다.
상술한 스텝 S109와 스텝 S110의 과정을 수행한 이후에는 스텝 S111을 통해 전체 트랙 형성이 가능한 영역에 대하여 모든 트랙이 완성되었는가를 판단하여 완성되었다고 판단되면 종료하고, 완성되지 않았다고 판단되면 상기 스텝 S109로 진행하여 상기 스텝 S109와 스텝 S110의 과정을 반복적으로 수행하게 된다.
그에 따라, 상기 스텝 S109에서 헤드의 이송을 위하여 서보 패턴을 읽어들이는 헤드가 제 1헤드인 경우 스텝 S110에서는 제 2헤드를 통해 상기 제 1헤드에서 읽어들인 서보패턴을 기록하게 된다. 반면에 상기 스텝 S109에서는 제 2헤드를 통해 헤드의 이송을 위하여 서보 패턴을 읽어들이는 경우 스텝 S110에서는 제 1헤드를 통해 상기 제 2헤드에서 읽어들인 서보패턴을 기록하게 된다. 이러한 동작은 상기 스텝 S111에 의해 상기 스텝 S109로 피드백되어질 때마다 상술한 바와 같이 제 1헤드와 제 2헤드의 역할이 교번 된다.
따라서, 이미 형성되어 있는 서보패턴을 기준으로 자기헤드의 위치정보를 잃어버리지 않도록 하기 위하여 제 1헤드와 제 2헤드간에 교번적으로 서보패턴을 읽고 쓰는 과정을 수행하면서, 하프(half) 트랙 간격 또는 하프 헤드 간격으로 헤드를 이송시키므로 어떤 헤드라도 항시 서보패턴 정보를 인식할 수 있도록 한다.
또한, 상기 스텝 S108 내지 스텝 S110의 과정을 수행하는 가운데 스핀들 모터(320)가 지속적으로 회전하고 있으므로 서보영역과 서보영역간의 헤드이동시 종전에 기록되어진 서보 영역의 서보 패턴을 기준으로 데이터 영역을 형성시키게 된다.
상술한 도 6에 따른 본 발명의 실시 예에서 하프트랙에 걸리는 헤드를 통해 서보 패턴을 읽어들이면서 동시에 다른 헤드를 통해 기록하게 됨에 따라 종전에 기록되었던 서보 패턴의 연속성이 보장되어 진다.
이때, 본 발명에서 하프트랙에 걸리는 헤드를 통해 서보 패턴을 읽어들이는 경우 사용하는 기술적 사상의 근거는, 첨부한 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 헤드가 특정 트랙에 대하여 참조번호 HT라고 도시되어 있는 하프 트랙의 정보를 읽고 있는 경우 참조번호 HNT라고 지칭되는 구역에서는 어떠한 정보도 없기 때문에 헤드에서 읽어들이는 정보는 트랙 n+1에 기록되어 있는 정보와 신호의 크기만 다를 뿐 동일하다는 점에 착안한 것이다.
따라서, 모든 트랙에 대하여 정보가 기록되어 있는 경우에는 헤드가 두 개의 인접 트랙에 대하여 중첩한 상태로 데이터를 읽어들이면 데이터를 인식할 수 없지만, 본 발명에서와 같이 잔존 데이터에 대하여 DC지움동작을 모두 수행한 후 셀프 서보 라이팅 동작을 수행하는 경우에는 첨부한 도 7에서와 같이 하프 트랙의 정보를 읽어들인다 하더라도 데이터의 손상이 없다.
이상에서와 같이 동작하는 고용량 플로피 디스크 구동장치의 셀프 서보패턴 기록 과정에 있어서, 서보 패턴의 라이팅 동작을 위한 기준 서보 패턴을 기록하는 과정은 스텝 S107과 스텝 S108의 과정에서 이루어지는데, 본 발명에 따른 기준 서보 패턴 생성 과정을 첨부한 도 8과 도 9를 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 8은 본 발명에 따른 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 과정을 설명하기 위한 간략 파형 예시 도이며, 도 9는 도 8의 부분 상세 파형 예시 도이다.
우선, 도 8에 예시되어 있는 파형 도를 기준으로 본 발명에 따른 기준 서보 패턴 생성 과정을 살펴보면, 스핀들 모터의 1회전에 대응하여 한번 발생되는 인덱스 펄스의 라이징 에지 시점이 발생하면 미소시간 이후 FG신호가 발생되어진다.
이때, 인덱스 펄스와 FG신호의 발생과정 또는 스핀들 모터의 구조는 공지된 사항이므로 상세한 설명은 생략하기로 하며, 다만 본 발명에서는 바람직하게 FG신호가 인덱스 펄스의 라이징 에지 시점에서 이후 발생되는 인덱스 펄스의 라이징 에지 시점까지 96개가 발생될 수 있도록 스핀들 모터를 설계한다.
따라서, 상기 도 6에 도시되어 있는 스텝 S107에서는 스핀들 모터의 회전 동작에 의하여 인덱스 펄스의 라이징 에지 시점이 발생되었는가를 판단하고 있다가 인덱스 펄스의 라이징 에지 시점이 발생되었다고 판단되면 스텝 S108로 진행하게 된다.
상기 스텝 S108에서는 스핀들 모터의 특성에 의하여 인덱스 펄스의 라이징 에지 시점에서부터 미소시간 이후 발생되는 96개의 정현파 FG신호(본 발명의 필요에 의하여 설계됨)의 제로 크로스 포인트(Zero Cross Point)(본 발명에서의 제로 크로스 포인트는 FG신호가 증가하는 추세에서의 검출 포인트임)에 동기하여 서보 패턴 기록 제어신호가 발생되어진다.
이때, 상기 FG신호의 제로 크로스 포인트에 동기되어 발생되는 서보 패턴 기록 제어신호는 펄스의 형태를 가지며, 그 주기는 FG신호의 주기와 동일하고, 해당 펄스의 논리 하이 상태에 대응하는 기간은 상기 FG신호의 반주기보다 작다. 즉, 일반적으로 서보 패턴이 기록되는 영역은 데이터 영역에 비하여 상대적으로 작게 설계되기 때문이며 따라서, 상기 서보 패턴 기록 제어신호는 서보 패턴의 설계양식에 따라 가변되어진다.
상기 서보 패턴 기록 제어신호가 논리 로우상태에서 하이 상태로 변화되면 첨부한 도 5의 읽기/쓰기 회로부(390)에서는 도 6의 스텝 S106에서 미리 억세스하여 놓은 서보 패턴을 기록하기 시작하고, 상기 서보 패턴 기록 제어신호가 논리 하이 상태에서 로우 상태로 변화되면 서보 패턴의 기록동작을 중지하게 된다.
그에 따라, 하나의 트랙에는 총 96개의 서보 패턴 영역이 형성되며, 상기 서보 패턴 영역에 의하여 구분된 96영역의 영역은 데이터 영역으로 설정되는 것이다.
상술한 바와 같이 첨부한 도 8을 통해 인덱스 펄스와 FG신호를 사용하여 셀프 서보 라이팅 동작 초기에 기준 트랙에 대하여 서보 패턴을 기록하는 방식을 살펴보았는데, 이하에서는 첨부한 도 9를 참조하여 실제적으로 서보 패턴이 기록되는 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
전술한 바와 같이 FG신호의 제로 크로스 포인트에서 서보 패턴 기록 제어신호가 펄스의 형태로 발생되는 데, 상기 FG신호의 제로 크로스 포인트가 상기 서보 패턴 기록 제어신호의 라이징 에지 시점이다. 이때, 상기 서보 패턴 기록 제어신호의 라이징 에지 시점에서부터 제어부(340)는 상기 읽기/쓰기 회로부(340)를 통해 서보 패턴을 기록하기 위한 클럭 신호를 발생시킨다. 즉, 상기 읽기/쓰기 회로부(340)에서 억세스되어 있는 서보 패턴을 기록하는데 있어 필요한 동기신호를 제공하게 되는 것이다.
그러므로, 상기 읽기/쓰기 회로부(340)에서는 인가되는 서보 패턴 기록 클럭 신호를 기준으로 입력받은 서보 패턴을 기록하게 된다.
상술한 동작은 즉, 첨부한 도 9에 도시되어 있는 내용은 총 96번의 FG신호 발생시 동일하게 수행되며, 첨부한 도 6에서의 스텝 S108에서만 이루어지며, 이후의 동작과정 즉, 스텝 S109와 스텝 S110의 과정에서는 첨부한 도 8 또는 도 9에 도시되어 있는 서보 패턴 기록 방식을 사용하지 않는다.
그러나, 보다 정밀한 서보 패턴 기록을 위하여 기준 서보 패턴의 기록 이외의 서보패턴 기록시 서보패턴 기록 클럭 신호가 사용 될 수도 있다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법 및 그 장치를 제공하여 자기 디스크 기록장치의 제조 공정 상에서 또는 유지보수 과정에서 서보 라이터 등과 같은 별도의 특정한 장치를 사용하지 않고서도 서보 라이팅 동작이 이루어질 수 있도록 자기 디스크 기록장치 자체적으로 기록할 수 있는 기준을 제공할 수 있다.
즉, 서보 라이터에 구비되어 있는 기준클럭 발생용 클럭 헤드와 클럭 미디어 없이 기준 서보 정보만 가지고 다른 트랙의 서보 패턴을 기록할 수 있다는 것이다.

Claims (8)

  1. 자기헤드의 이송을 제어하기 위한 각 트랙의 서보 패턴에 대한 정보를 임의의 저장수단에 저장하고 있으며, 스핀들 모터에 의해 회전하는 자기 디스크에 데이터 리딩/라이팅 동작을 수행하는 고용량 자기 디스크 구동 시스템에서의 셀프 서보 라이팅 동작시 기준 서보 패턴 기록방법에 있어서:
    상기 스핀들 모터가 회전하는 가운데 임의의 포인트를 기준으로 1회전되었는가를 판단하는 제 1과정과;
    상기 제 1과정을 통해 상기 스핀들 모터가 임의의 포인트를 기준으로 1회전되었다고 판단되면 이후 발생되는 스핀들 모터의 회전속도에 대응하는 특정신호에 동기하여 상기 저장수단에 저장되어 있는 서보 패턴을 기록하는 제 2과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1과정에서의 스핀들 모터의 1회전여부의 판단은 인덱스 펄스의 발생여부로 판단하는 것을 특징으로 하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2과정에서의 특정신호는 정현파의 형태로 발생되는 소정 개수의 FG신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 FG신호는 96개가 발생되는 것을 특징으로 하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2과정은 상기 제 1과정을 통해 상기 스핀들 모터가 임의의 포인트를 기준으로 1회전되었다고 판단되면 이후 발생되는 스핀들 모터의 회전속도에 대응하는 특정신호의 제로 크로스 포인트에 동기하여 서보 패턴 기록 제어신호를 발생시키는 제 1단계와;
    상기 제 1단계에서 발생되어진 서보 패턴 기록 제어신호의 인에이블 구간에 서보 패턴 기록을 위한 소정 주파수를 갖는 클럭신호를 발생시키는 제 2단계; 및
    상기 제 2단계에서 발생되는 클럭신호에 의해 저장되어 있는 서보 패턴을 자기 디스크에 기록하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 서보 패턴 기록 제어신호는 펄스의 형태를 가지며 그 발생 주기는 상기 특정신호의 발생 주기와 동일하고, 인에이블 구간의 길이는 상기 특정신호의 반주기보다 작은 것을 특징으로 하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서보 패턴 기록 제어신호의 인에이블 구간은 상기 특정신호의 제로 크로스 포인트에 동기하여 발생시키는 것을 특징으로 하는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치의 기준 서보 패턴 생성 방법.
  8. 자기헤드의 이송을 제어하기 위한 각 트랙의 서보 패턴에 대한 정보를 임의의 저장수단에 저장하고 있으며, 스핀들 모터에 의해 회전하는 자기 디스크에 데이터 리딩/라이팅 동작을 수행하는 고용량 자기 디스크 구동 시스템에서의 셀프 서보 라이팅 동작시 기준 서보 패턴 기록을 위한 장치에 있어서:
    1회전시 하나의 인덱스 펄스와 96개의 FG신호를 생성하는 스핀들 모터를 구비하고;
    인덱스 펄스가 발생된 이후 발생되는 FG신호의 제로 크로스 포인트에 동기되어 펄스의 형태를 가지며 그 주기는 FG신호의 주기와 동일하고, 인에이블 구간의 길이는 상기 FG신호의 반주기보다 작은 서보 패턴 기록 제어신호를 발생시키며, 상기 서보 패턴 기록 제어신호의 인에이블 구간동안 소정 주파수의 클럭신호를 발생시켜 이를 기준으로 상기 저장수단에 저장되어 있는 서보 패턴을 상기 자기 디스크에 기록시키는 제어수단을 구비하는 것에 의하여 서보 패턴 라이팅을 위한 기준 서보 패턴을 형성시키는 셀프 서보 라이팅을 위한 고용량 자기 기록매체 구동 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100652436B1 (ko) * 2005-10-11 2006-12-01 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 레퍼런스 서보 신호 기록 방법 및이에 적합한 장치

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KR100652436B1 (ko) * 2005-10-11 2006-12-01 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 레퍼런스 서보 신호 기록 방법 및이에 적합한 장치

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