KR20010102329A - 차동 서보 펄스 데이터 수식 모드를 사용한 탐색 복원 - Google Patents

차동 서보 펄스 데이터 수식 모드를 사용한 탐색 복원 Download PDF

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KR20010102329A
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제이슨 디. 그레그
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추후
시게이트 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

디스크 드라이브(100) 안에서 탐색 작업(250) 동안 서보 데이터 왜곡에 대한 보상을 위한 장치 및 방법. 탐색은 디스크(108) 위의 초기 트랙으로부터 목표 트랙으로 헤드(118)를 이동시키도록 시작(252)된다. 중간 트랙으로부터 서보 데이터(154)는 서보 데이터 리드백 신호(170)에서 포지티브와 네거티브 디지철 피크(172,174)로부터 여분의 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림(180,182)의 생성에 의해 디코딩되고, 다음에 헤드 위치를 나타내는 제 1 출력 디지털 펄스 스트림(184)에서 펄스를 수식하도록 제 1 부울 논리 연산자(196)를 사용하여 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림을 결합한다. 헤드 위치(258)의 올바른 검출을 방해하는 서보 데이터 리드백 신호에서 왜곡이 발생할 때, 헤드는 정지하고, 제 2 부울 논리 연산자(198)은 선택되며(266), 제 2 부울 논리 연산자를 사용하여 탐색은 다시 시작한다. 테이블(202)는 각 헤드에 대하여 가장 최근에 선택된 부울 연산자를 저장한다.

Description

차동 서보 펄스 데이터 수식 모드를 사용한 탐색 복원{SEEK RECOVERY USING DIFFERENT SERVO PULSE DATA QUALIFICATION MODES}
디스크 드라이브는 현대 컴퓨터 시스템에서 주로 데이터 저장 및 검색 장치로 사용된다. 통상적인 디스크 드라이브에서, 사용자 데이터는 하나 이상의 디스크에 자화되어 저장되며, 이 자기 디스크는 일정한 고속도에서 회전하고 디스크 표면의 부근에서 비행하는 다수의 판독/기록 헤드들을 포함하는 회전 액추에이터 어셈블리에 의해 액세스된다. 판독 채널 및 인터페이스 회로는 디스크들로부터 호스트 컴퓨터에 이미 저장된 데이터를 재생하기 위해 제공된다. 폐루프 디지털 서보 시스템은 제조 중에 디스크에 기록된 서보 데이터를 사용하여 헤드 위치 결정 제어를 제공한다.
서보 시스템은 두 가지 주요 동작을 수행한다: 탐색과 트랙 추종. 탐색은 트랙에서 트랙으로 선택된 헤드를 이동시키는 것을 말하는 반면에, 트랙 추종은 헤드가 특정 트랙을 추종하도록 하는 것을 말한다. 데이터 판독과 기록 동작은 일반적으로 디스크 드라이브가 트랙 추종 모드에 있을 때 일어난다.
통상적인 탐색 동작은, 트랙에 대한 원하는 속도 궤적을 나타내는 속도 프로파일이 초기 트랙과 원하는 목표 트랙 사이의 거리에 기초하여 선택되는 속도 제어 방식을 사용한다. 충분한 길이의 탐색동안, 헤드는 우선 최대 속도로 가속되고, 목표 트랙으로부터 미리 결정한 거리에 도달할 때까지 이 최고 속도를 유지하며, 다음에 목표 트랙 위에 안착되도록 감속된다. 헤드 속도의 조절은 탐색동안 실제 속도와 원하는 속도 사이의 차이에 대하여 반복적으로 이루어진다.
속도 프로파일을 이루는 다양한 원하는 속도값이 목표 트랙으로 이동할 트랙 수에 대하여 제공되기 때문에, 헤드가 탐색동안 각각의 중간 트랙들을 가로지를 때 서보 시스템은 헤드의 위치에 대한 트랙을 유지할 필요가 있다. 이것은 통상적으로 헤드가 목표 트랙을 향하여 움직이는 동안 가로지르는 각 트랙을 확인하기 위해 서보 데이터를 변환함으로써 수행된다. 서보 시스템이 서보 데이터를 정확하게 검출하는 것이 불가능하다면, 서보 시스템은 폐루프 헤드 위치 결정 제어가 그 위치에서 유지되지 않기 때문에 탐색을 멈출 것이다.
개선된 데이터 전달 성능 레벨들은 자기 저항(MR) 헤드의 도입을 통한 최근의 디스크 드라이브에서 달성되어 왔다. MR 헤드는, 개별 기록 및 판독 엘리먼트를 포함하며, 기록 엘리먼트는 기록 갭을 갖는 코어를 중심으로 유도성 코일을 포함하며, 판독 엘리먼트는 선택된 방향의 자기장 하에서 변화된 전기 저항을 갖는 자기 저항 재료를 포함한다.
MR 부재의 증가된 감도는, 헤드로부터의 기록 펄스가 비교적 좁도록하며, 그결과, 더 높은 데이터 전달률을 가능하게 한다. MR 헤드의 복잡함과 미세한 크기로 인하여, 결함없는 동작을 나타내는 헤드를 설계하고 제조하는 것이 점차 어려워지고 있다. 스크린 작동 제조는 결함 있는 헤드들을 분류하고 제조 공정 중에 그러한 결함 있는 헤드들을 제거하여도, 일부 헤드들은, 대개 리드백 신호(readback signal)로 일시적인 왜곡을 나타내는, 간헐적으로 모순되는 동작을 나타낸다.
보통, 왜곡된 데이터 리드백 신호는 적당한 에러 정정 코드(ECC) 기반기술로 수정될 수 있다. 그러나, 이러한 ECC 기술은 위치 피드백-기반 서보 데이터에 적용될 수 없다. 따라서, MR 헤드들이 데이터 전달 성능에서 중요한 이득을 제공해왔지만, 이러한 헤드들은 서보 동작에서 쉽게 정정되지 않는 간헐적인 성능 저하를 유발할 수 있다. 일부 MR 헤드는 헤드 내에서 안정상태 열평형 조건이 달성되기 전에, 초기 상태에서 왜곡된 리드백 신호들을 출력하는 더 큰 경향을 나타내는 것으로 알려졌다. 따라서, 왜곡은 디스크 드라이브가 제 1 "웜(warm)" 헤드와 제 2 "쿨(cool)" 헤드 사이에 스위칭될 때 자주 발생할 수 있으며 즉시 제 2 헤드로 탐색 동작을 실행하기 위해 시도한다.
따라서, MR 헤드에서 신호가 왜곡될 때 디스크 드라이브가 서보 데이터를 정확하게 디코딩할 수 있도록 종래 기술을 개선하고자 하는 필요성이 제기되었다. 본 발명은 이러한 개선점에 관한 것이다.
본 발명은 디스크 드라이브 데이터 저장 장치에 관한 것으로, 특히, 헤드 구조와 성능 변형을 보상하기 위하여 차동 펄스 스트림 결합을 통해 디스크 드라이브의 서보 성능을 개선시키는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 디스크 드라이브의 평면도이다.
도 2는 도 1의 디스크 드라이브의 서보 회로에 대한 기능 블럭도이다.
도 3은 디스크 드라이브의 각 디스크 기록 표면 위에 서보 데이터를 저장하는 방식을 도시한다.
도 4는 도 3으로부터 선택된 서보 블럭을 나타낸다.
도 5는 서보 데이터가 도 2의 서보 회로에 의하여 디코딩되는 방식의 그래프를 도시화한다.
도 6은 도 5의 양과 음 펄스 스트림이 도 5의 출력 펄스 스트림을 생성하기 위해 선택적으로 결합되는 방식을 일반적으로 도시하는 기능의 블럭도이다.
도 7은 서보 리드백 신호 비대칭(드롭 아웃)이 존재할 때 서보 데이터가 도 2의 서보 회로에 의해 디코딩되는 방식을 그래프로 도시화한다.
도 8은 서보 리드백 신호 베이스라인 시프트(드롭 인)가 존재할 때 서보 데이터가 도 2의 서보 회로에 의해 디코딩되는 방식을 그래프로 도시화한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수행되는 단계들을 설명하는 탐색 복원 루틴에 대한 흐름도이다.
본 발명은 디스크 드라이브 서보 제어 성능을 개선하는 장치와 방법을 제공한다.
바람직한 실시예들에 따르면, 다수의 트랙들이 디스크 드라이브는 서보 위치 데이터에 의해 한정되는 표면을 갖는 회전가능 디스크에 인접하는 헤드를 포함한다. 탐색은 목표 트랙으로 이동할 거리와 관련하여 전류가 액추에이터 모터에 인가되는 속도 제어 방식을 사용하여 초기 트랙에서 목표 트랙으로 헤드를 이동시키기 위하여 수행한다.
헤드가 목표 트랙으로 이동할 때, 서보 회로는 서보 위치 데이터로부터 연속적인 포지티브와 네거티브의 피크 쌍을 갖는 아날로그 서보 리드백 신호를 변환함으로써 초기 트랙과 목표 트랙 사이의 중간 트랙들 위에 저장된 서보 위치 데이터를 디코딩한다. 포지티브 디지털 펄스 스트림은 서보 리드백 신호에서 포지티브 진폭 피크들을 나타내는 펄스들로 생성된다. 유사하게, 네거티브 디지털 펄스 스트림은 서보 리드백 신호에서 네거티브 진폭 피크들을 나타내는 펄스들로 생성된다. 다음에, 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림은 헤드의 위치를 나타내는 제 1 출력 디지털 펄스 스트림을 형성하도록 제 1 부울 논리 연산자(a first Boolean logical operator)를 사용하여 결합된다.
제 1 출력 디지털 펄스 스트림이, 통상적으로 서보 리드백 신호의 왜곡의 결과로서 헤드의 위치를 정확하게 지시하지 않는다는 것을 서보 회로가 결정할 때, 서보 회로는 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림으로부터 제 2 출력 디지털 펄스 스트림을 형성하도록 제 2 부울 논리 연산자를 선택한다. 부울 연산자의 다른 조합은 유사한 결과를 얻기 위하여 사용되는 반면에, 부울 논리 연산자 중의 선택된 하나는 AND 연산자이고 나머지 부울 논리 연산자는 OR 연산자이다.
AND 연산자는 통상적으로, 예컨대 베이스라인 시프트(baseline shift)에 의해 야기되는 서보 리드백 신호에서 의사 피크(드롭 인)가 존재할 때 개선된 결과를 제공한다. OR 연산자는 통상적으로, 예컨대 서보 리드백 신호에서 비대칭에 의해 야기되는 디지털 펄스 스트림으로부터 피크가 누락(드롭 아웃)될 때, 개선된 결과를 제공한다.
바람직하게, 개별 논리 모드 값들은 헤드에 의해 테이블에 저장되고 각 헤드에 대한 연속된 탐색동안 필요에 따라 갱신된다. 이런 방식으로, 서보 데이터는 양호한 서보 성능을 제공하는 것으로 가장 최근에 알려진 논리 연산자와 관련하여 디코딩된다.
본 발명의 이들 특징 및 다양한 다른 특징들과 장점들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면들로부터 명백해 질 것이다.
여기에 도시된 도 1은 사용자 데이터를 자화시켜 저장하고 검색하기 위하여 호스트 컴퓨터와 인터페이스로 결합되는 형태의 디스크 드라이브(100)의 평면도이다. 디스크 드라이브(100)는 다양한 부재들이 장착되는 하우징을 형성하도록 상호 작용하는 베이스 데크(102)와 상부 커버(104)(부분적으로 비스듬히 절단된 형태로 도시됨)를 포함한다.
스핀들 모터(106)는 화살표(109)로 표시된 각 방향으로 일정한 높은 속도로 다수의 축 정렬 강성 자기 기록 디스크(108)들을 회전시킨다. 사용자 데이터는, 디스크(108) 부근에서 베어링 축 어셈블리(112)를 중심으로 회전하는, 액추에이터 어셈블리(110)의 사용을 통해 디스크(108) 상의 트랙들에(도시 안됨) 기록되고 판독된다. 액추에이터 어셈블리(110)는 가요성 서스펜션 어셈블리(116)(플렉서)들을 지지하는 다수의 고정된 액추에이터 암(114)들을 포함한다. 각플렉서(flexure)(116)의 말단부에 부착된 헤드(118)는 대응하는 디스크 표면을 자기적으로 액세스하는데 사용된다. 헤드(118)는 바람직하게 박막의 유도성 기록 부재와 MR 판독 부재를 각각 포함하는 자기 저항(MR) 헤드로서 특징화된다.
디스크 드라이브(100)가 사용되지 않을 때, 헤드(118)는 랜딩 구역(landing zone)(120) 상에 파킹되고 액추에이터 어셈블리(110)는 자기 랫치 어셈블리(122)를 사용하여 고정된다. 헤드(118)의 방사상 위치는 영구 자석(128)을 포함하는 자기 회로와 상호 작용하는 코일(126)을 포함하는 보이스 코일 모터(VCM)(124)로 제어된다. 플렉스 어셈블리(130)는 액추에이터 어셈블리(110)와 베이스 데크(102)의 하부 측면에 부착된 디스크 드라이브 인쇄 회로 보드(PCB) 사이에 전기적인 통신을 가능하게 한다. 플렉스 어셈블리(130)는 기록 동작 동안 헤드(118)의 기록 부재에 기록 전류를 인가하고 판독 작업 동안 헤드(118)의 MR 판독 부재에 판독 바이어스 전류를 인가하는 전치증폭기/드라이버 회로(132)(프리앰프(PREAMP))를 포함한다.
도 2는 헤드(118)의 위치를 제어하도록 디스크(108) 위에 배열된 서보 데이터를 사용하는 디스크 드라이브(100)의 서보 회로(140)의 기능 블럭도이다. 서보 데이터는 선택된 헤드(118)에 의해 변환되고, 프리앰프(132)에 의해 전치증폭되며, 바람직하게 디지털 신호 프로세서(DSP)를 포함하는 서보 프로세서(144)의 프로세싱에 대한 서보 데이터를 조절하는 복조기 회로(142)에 제공된다. DSP(144)는 DSP메모리(146)(MEM)에 저장된 프로그래밍 단계뿐만 아니라 코일(126)에 인가된 다량의 전류를 차례로 조절하는 코일 드라이버 회로(148)에 전류 명령 신호들을 출력하도록 상위-레벨 디스크 드라이브 프로세서(도시 안됨)에 의해 발생하는 명령을 사용한다.
서보 데이터는 바람직하게 도 3-4에 도시된 것처럼 디스크(108) 위에 배열된다. 도 3은 디스크 기록 표면의 가장 안쪽 반경으로부터 가장 바깥쪽 반경으로 방사상으로 펼쳐진 다수의 서보 웨지(servo wedge)(150)들을 포함하는 디스크(108)들 중에서 선택된 한 가지 디스크의 일부분을 나타낸다. 서보 웨지(150)는 디스크 드라이브 제조 공정 중에 기록되고 각 서보 웨지는 다수의 방사상으로 절렬된 서보 필드들을 포함하며, 각 서보 필드(servo field)는 디스크 표면 상의 특정 트랙에 대응한다. 사용자 데이터는 인접한 서보 웨지 사이의 영역에서 저장된다.
도 4는 각각의 서보 필드(154)와 사용자 데이터 필드(156)의 배열을 도시하는, 디스크(108) 위의 선택된 반경에서 트랙(152)의 일부분을 도시한다. 각 서보 필드(154)는 바람직하게 자동 이득 제어(AGC) 필드(158), 인덱스 필드(160), 그레이 코드(Gray code)(GC) 필드(162) 및 위치(POS) 필드(164)를 포함한다. AGC 필드(158)는 서보 필드(154)의 일부분을 유지하도록 서보 회로(140)를 준비시키는 오실레이팅 신호를 제공하고, GC 필드(162)는 트랙에 대한 방사상 위치를 나타내도록 특정 트랙 어드레스를 제공하며, POS 필드(164)는 서보 회로(140)가 트랙 내부의 위치지정을 수행 가능하게 하는 서보 버스트 패턴의 배열을 제공한다. 다른 서보 필드 구성이 용이하게 사용될 수 있다.
도 5는 서보 필드(154)의 서보 데이터가 도 2의 복조기(142)에 의해 디코딩되는 방법을 도시한다. 시간 경과를 나타내는 공통 X-축(166)과 진폭을 나타내는 Y-축(168)에 대한 많은 신호 파형이 도 5에 그래프로 나타나 있다.
도 5의 제 1 신호 파형은 탐색 동안 헤드 아래를 통과하는 서보 필드(154) 중 일부분으로써 선택된 헤드(118)의 판독 부재에 의해 생성되는 리드백 신호를 나타내는 서보 리드백 신호(170)이다. 도 2의 서보 회로(140)는, 헤드(118)가 탐색동안 초기 트랙에서 목표 트랙으로 이동할 때 각 트랙을 가로지르는 것을 검출하기 위하여 서보 필드(154)로부터의 모든 서보 데이터 또는 일부 서보 데이터에만 사용한다. 따라서, 본 발명이 제한되지 않더라도, 도 5의 서보 리드백 신호(170)는 도 4의 그레이 코드 필드(162)의 변환을 나타낸다.
서보 데이터는, 변환될 때, 결과 리드백 신호가 반대 극성의 제 2 피크 진폭이 한 극성의 제 1 피크 진폭을 바로 뒤따르게 제공되도록, 상반되게 자화된 다이-비트 펄스 쌍의 연속으로 기록된다. 다이-비트 펄스 쌍을 사용한 서보 데이터의 기록에 대한 더 상세한 설명에 대해서는, 1998년 9월 1일 프리타스(Frietas)에게 수여된 미국 특허(No.5,801,896)에 개시되어 있다. 본 발명에 있어서, 서보 데이터는 각 다이-비트 펄스 쌍이 네거티브 피크가 뒤따르는 포지티브 피크를 생성하도록, 예컨대 각각의 피크(172, 174)에 나타나지만, 반대 형태로 용이하게 기록될 수 있도록, 기록된다.
포지티브 피크와 네거티브 피크 검출 임계치(176, 178)는 1997년 8월 29일에 듀(Du)가 출원한 미국 특허 출원(No. 08/920,592)에 개시된 것과 같은 적당한 값으로 선택된다. 임계치(176, 178)는 포지티브 펄스 스트림(180)과 네거티브 펄스 스트림(182) 각각을 생성하도록 서보 리드백 신호(170)에 인가된다. 포지티브와 네거티브 펄스 스트림(180, 182)은 일반적으로 서보 리드백 신호(170)가 각각의 임계치(176, 178)를 초과할 때 제 1 값(논리값 1)을 갖는 디지털 신호와 다른 모든 시간에서 갖는 제 2 값(논리값 0)을 포함한다. 네거티브 펄스는 리드백 신호(170)에서 각 포지티브 펄스를 따르기 때문에, 네거티브 펄스 스트림(182)은 포지티브 펄스 스트림(180)처럼 같은 정보 내용을 나타내지만, 네거티브 펄스 스트림(182)은 ½주기(즉, 연속적으로 발생하는 펄스 사이의 시간) 만큼 지연될 것이다.
따라서, 도시된 것처럼 음 펄스 스트림(182)을 갖는 위상에서 지연된 양 펄스 스트림(184)을 갖는 양 펄스 스트림(180)은 바람직하게 지연된 양 펄스 스트림(184)을 생성하도록 대응하는 양만큼 지연된다. 두 개의 예비적인 펄스 스트림의 사용은 아래 설명에 따라 서보 데이터를 바람직하게 디코딩하도록 서보시스템의 성능을 개선시킨다. 그러나, 이 지점에서, 두 개의 펄스 스트림(182, 184)은 그 후에 서보 리드백 신호(170)의 피크 검출 내용을 가지며 더 조절된 후에 위치 입력으로써 DSP(144)에 사용되는 출력 펄스 스트림(186)을 생성하도록 선택된 논리 연산자(예컨대 AND 또는 OR)를 사용하여 결합된다.
도 6은, 출력 펄스 스트림(186)이 바람직하게 생성되는 방법을 도시하는, 도 2의 복조기(142)의 일부분에 대한 논리 블럭도를 제공한다. 도 6의 기능상의 동작은, 하드웨어 또는 펌웨어의 사용을 통해 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
지연된 포지티브 펄스 스트림(184)과 네거티브 펄스 스트림(182)은 각각의 신호 경로(188, 190)를 통해 스위치 쌍(192,194)으로 보내지게 된다. 스위치(190, 192)에서의 출력은 AND 게이트(196)와 OR 게이트(198)로 보내지고, 각각 그들의 출력은 출력 펄스 스트림(186)이 전송되는 공통 출력 경로(200)에서 함께 합쳐진다.
스위치(192, 194)는 논리값 1이 각각의 선택(SEL) 입력에 존재할 때 입력과 출력 신호 라인 사이에 각각의 연결을 닫는 "정상 개방"형 스위치로서 특징된다. 따라서, 펄스 데이터 테이블(202)는 AND 연산자를 선택하는 논리 모드값 1과 OR 연산자를 선택하는 논리값 0(논리값 0은 인버터 연산자(204)에 의해 논리값 1로 역변환됨)의 출력에 의하여 신호(182, 184)들을 결합하는 논리 연산자(AND 또는 OR)를 선택한다. AND 논리 연산자는 대응 펄스가 네거티브 펄스 스트림(182)과 지연된 포지티브 펄스 스트림(184)의 양쪽에서 나타날 때 출력 펄스 스트림(186)에서 펄스를 제공할 것이고 OR 논리 연산자는 대응 펄스가 두 개의 스트림(182, 184) 중 어느 하나에서 나타날 때 출력 스트림(186)에서 펄스를 제공할 것이다. 펄스 데이터 테이블(202)은 바람직하게, DSP(144)에 의해 복조기(142)에 제공되는 펄스 데이터 테이블(202)의 내용을 갖는, 각 헤드에 대한 서로 상이한 논리 모드값을 저장한다. 각 헤드에 대하여 특정 논리 모드값이 설정되는 방법은 이하 설명에서 다루어진다.
그러나, 여기에서는, 다양한 조건에서 디스크 드라이브(100)에 의해 실시될 수 있는 서보 신호 왜곡의 다른 형태에 대한 예들을 간명하게 설명할 것이다. 도 7은 신호 피크 비대칭으로 특징지어지는 서보 리드백 신호 왜곡 상태에서 복조기(142)의 동작을 도시한다. 더욱이, 서보 리드백 신호(210)는 도 7의 신호(210)가 대응 네거티브 피크 검출 임계치(178)보다 적은 진폭을 갖는 비대칭 네거티브 피크 펄스(212)를 포함하는 것을 제외하고는 도 5의 서보 리드백 신호(170)와 동일하다.
따라서, 포지티브 펄스 스트림(214)이 서보 리드백 신호(210)에서 6개의 네거티브 피크 모두를 포함하는 반면에, 네거티브 펄스 스트림(216)은 서보 리드백 신호(210)에서 단지 5 개의 네거티브 피크를 포함한다.(누락된 여섯 번째 네거티브 펄스는 (218)에 점선으로 도시됨) 누락된 펄스(218)는 네거티브 펄스 스트림 신호(216)에서 "드롭 아웃"으로 언급된다. (212)와 같은 비대칭 피크는 진폭의 포지티브 또는 네거티브 중에서 어느 하나가 될 수 있다.
도 7의 예에서, 네거티브 펄스 스트림(216)과 지연된 포지티브 펄스 스트림(220)을 결합하는 도 6의 논리 연산자로서 논리 OR을 선택하는 것은 원하는 정보 내용을 갖는 출력 펄스 스트림(222)을 제공한다.
도 8은 베이스라인 시프트 형태에서 서보 리드백 신호 왜곡에 대한 복조기(142) 동작의 또 다른 도시를 제공한다. 특히, 서보 리드백 신호(230)는, 포지티브 펄스 스트림(236)에서 부수적으로 원하지 않는 펄스(234)를 생성하는, 포지티브 임계치(176)를 초과하는 시프트 베이스라인 부분(232)을 포함한다. 이 부가적인 펄스(234)는 포지티브 펄스 스트림(236)에서 "드롭 인"으로 언급된다. 도 8의 베이스라인 시프트는 포지티브 방향에서 도시되기 때문에 대응 네거티브 펄스 스트림(238)은 보정 정보 내용을 포함한다. 그러나, 이러한 베이스라인 시프트는 포지티브 또는 네거티브가 될 수 있다.
이런 경우에, 결과 출력 펄스 스트림(242)은 베이스라인 시프트 부분(232)을 포함하지 않기 때문에, 논리 AND는 네거티브 펄스 스트림(238)과 지연된 포지티브 펄스 스트림(240)을 결합하는 더 좋은 선택이다.
도 2의 서보 회로(140)에 대하여 다시 언급하면, 헤드(118)들 중 하나에 대한 탐색 작업 동안, 서보 회로(140)는 (GC 필드로부터) 선택된 헤드가 뒤따르는 트랙의 어드레스를 결정하고, 목표 트랙의 어드레스를 결정하며, 트랙의 이동에 대한 그 사이의 거리를 계산한다. 그 후에, 서보 회로(140)는 적당한 방향으로 헤드(118)를 가속하도록 코일(126)에 전류를 인가함으로써 초기 트랙으로부터 목표트랙까지 선택된 헤드(118)를 움직이는 탐색을 시작한다. 탐색동안, 헤드의 속도는 위치와 헤드(118)의 위치를 연속하여 결정하도록 검출되는 중간 트랙 위의 서보 데이터와 관련하여 제어된다. 목표 트랙으로부터 선택된 거리에서, 전류는 헤드(118)에 대한 원하는 감속 속도 궤적을 규정하는 감속 특성에 따라서 헤드(118)가 목표 트랙 위에서 정지하도록 감속시키기 위해 반대 극성의 코일(126)에 인가된다. 중간 트랙으로부터 서보 데이터를 탐색하는 동안, 네거티브 펄스 스트림과 지연된 포지티브 펄스 스트림(예컨대 도 5의 182, 184)은, 펄스 데이터 테이블(202)에 따라, 선택된 헤드에 대하여 미리 선택된 논리 연산자(AND 또는 OR의 어느 하나)에 따라서 결합된다.
그러나, 선택된 헤드(118)로부터 리드백 신호가 왜곡되면(도 7과 8에 도시된 것처럼), 서보 회로(140)는 일반적으로 탐색동안 헤드의 위치를 확실하게 결정하는 것은 불가능할 것이다. 종래 기술에서, 통상적으로 이러한 상황을 해결하기 위한 유일한 방법은 문제가 해결될 때까지 연속해서 탐색을 중지하고 다시 시도하거나, 호스트에 탐색 에러를 선언하는 것이다.
그러나, 여기의 실시예와 아래에서 청구된, 본 발명은 탐색동안 간헐적인 위치 데이터 리드백 신호 왜곡으로부터 회복되는 개선된 방식을 제공한다. 도 9는,본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 수행되는 단계를 도시하는, 탐색 복원 루틴(250)을 제공한다. 도 9의 흐름도는 바람직하게 DSP 메모리(146)에 저장되고 탐색동안 DSP(144)에 의해 이용되는 프로그래밍을 나타낸다.
단계(252)에서, 서보 회로(140)는, 통상적으로 상기 설명에 따라서, 선택된 헤드(118)로 목표 트랙으로 탐색을 개시한다. 따라서, 단계(252)는 초기 트랙과 목표 트랙 사이의 중간 트랙 위의 서보 필드(154)로부터 서보 리드백 신호(예컨대, 도 5의 신호(170))의 주기적인 발생을 포함한다. 단계(252)는 리드백 신호로부터 포지티브와 네거티브 펄스 스트림(예컨대, 도 5의 182, 184)의 발생과 DSP(144)의 사용에 대한 출력 펄스 스트림(예컨대, (186))을 발생시키도록 스트림들을 결합하는 테이블(202)로부터 이때-존재하는 논리 모드값("제 1" 값)의 사용을 더 포함한다.
서보 리드백 신호가 도 5의 신호(170)처럼 동작하는(왜곡되지 않는) 한, 제 1 논리 모드값으로서 사용되는 특정 연산자(AND 또는 OR)는 출력 펄스 스트림(186)의 특성에 대한 효과를, 만약 있더라도, 크게 갖지 않을 것이다. 비왜곡 리드백 신호에 대해서, AND와 OR 연산자, 두 개는 일반적으로 동일한 출력 펄스 스트림(186)의 결과를 가지며(미미한 에지 타이밍 변화를 제외하고), 출력 펄스 스트림(186)은 왜곡되지 않을 것이다. 즉, 누락된 펄스(드롭 아웃)와 부가적으로 원하지 않은 펄스(드롭 인)를 포함하지 않을 것이다.
그러나, 서보 리드백 신호에서 왜곡이 발생하면, 테이블(202)로부터 제 1 논리 모드값은 탐색동안 출력 펄스 스트림에서 펄스를 수식할 수 있거나 또는 수식할수 없을 것이다. 예로, 도 7에 대하여, 만약 OR 논리 모드값이 사용된다면 서보 리드백 신호에서 (212)와 같은 비대칭 신호는 출력 펄스 스트림(186)에서 올바른 정보 내용을 나타낼 것이지만, AND 논리 모드값은 누락된 펄스를 나타내지 않을 것이다; 즉, 펄스(254)는 출력 펄스 스트림(222)에 나타나지 않을 것이다. 마찬가지로, 도 8에 대하여, 서보 리드백 신호(230)에서 베이스라인 시프트 일부분(232)은 포지티브 펄스 스트림(236)에서 초과 펄스(234)로 나타날 것이다. 이 초과 펄스(236)는 AND 논리 모드값을 사용하면 출력 펄스 스트림(242)에 나타나지 않을 것이다. 그러나 OR 논리 모드값의 사용은 출력 펄스 스트림(242)에서 추가된 펄스(256)(점선 모양으로 도시)를 바람직하지 않게 제공할 것이다.
따라서, 결정 단계(258)는 출력 펄스 스트림에 존재하는 왜곡이(예컨대, 누락된 펄스 또는 초과된, 뜻밖의 펄스의 형태로) 서보 회로(140)가 탐색동안 헤드(118)의 위치를 정확하게 검출하는 것을 방해하기에 충분한지를 결정한다. 예컨대, 서보 탐색 모드 트랙킹 신호의 디코딩을 게시하는 미국 특허(No. 5,801,896)를 참조하면 된다. 만약 이러한 왜곡이 탐색동안 발생하지 않는다면, 서보 회로(140)는 헤드(118)가 목표 트랙에 도착할 때까지 전체 탐색동안 헤드의 위치를 바람직하게 결정할 수 있을 것이다. 이 경우에, 흐름도는 헤드(118)가 목표 트랙 위에 안착되는 단계(260)를 통과하고, 그 후에, 디스크 드라이브(100)는 원하는 데이터 전달 기능을 그 위에서 수행한다.(그리고 (262)에서 단계를 마친다.)
선행의 시퀀스는 서보 데이터 왜곡이 일반적으로 간헐적이고 부정기적인 베이시스에서만 발생하는 것을 예상한 디스크 드라이브(100)의 통상적인 기능을 나타낸다. 만약 왜곡이 온도와 관련된다면, 왜곡은 헤드(118)가 초기에 선택될 때 발생할 수 있는 더 큰 가능성이 있다; 즉, 단계(252)의 탐색 기능 이전에 다른 데이터 기록 표면에 인접한 다른 헤드(118)는 전치증폭기에 의해서 바이어스 되고 헤드 스위치 기능은 이전 헤드로부터 선택 헤드로 스위칭하는 것을 수행한다.
반면에, 탐색동안 발생하는 서보 데이터 왜곡은 서보 회로(140)가 서보 데이터를 디코딩하는 것을 방해하기에 충분할 때, 루틴은 헤드가 즉시 정지하는 지점에서 결정 단계(258)에서 단계(264)를 통과한다. 이것은 바람직하게 액추에이터 코일(126)에 일시적인 전기 쇼트를 인가함으로써 수행된다. 헤드(118)를 정지시키는 목적은 원래 예방적인 것이다; 일단 헤드(118)의 위치가 확인되지 않으면, 액추에이터(110)가 움직이도록 하는 계속된 시도는 잠재적으로 헤드(118)를 손상시키기에 충분한 터미널 속도에서 내부 또는 외부 제한 정지에 대하여 액추에이터의 부주의한 슬래밍을 유발한다.
일단 헤드(118)가 정지하면, 서보회로(140)는 단계(266)에서 헤드(118)에 대한 다른, "제 2" 논리 모드값으로 스위칭된다. 만약 AND가 이미 사용되었다면, 단계(266)는 이것을 OR로 바꾸고, 반대의 경우도 마찬가지이다. DSP(144)는 바람직하게 갱신된 값이 시퀀스 사용을 위해 디모듈레이터(142)에 제공되도록 갱신된 논리 모드값을 테이블(202)에 기록한다.
제 2 논리 모드값이 선택된 후에, 흐름은 헤드(118)가 정지한 해당 트랙으로부터 서보 데이터를 변환함으로써 헤드(118)의 위치가 얻어지는 단계(268)에서 계속된다. 다음에 루틴은 탐색이 목표 트랙으로 다시 초기화되는 단계(270)를 통과하고, 이 때 단계(266)에서 선택된 제 2 논리 모드값을 사용한다. 대부분의 경우에, 논리 모드값의 토글링은 서보 회로(140)가 서보 데이터를 정확하게 디코딩하고 탐색을 끝마칠 수 있게 할 것이다. 그러나, 결정 단계(272)를 완전하게 하기 위해서 제 2 논리 모드값을 사용하여 탐색동안 왜곡된 서보 데이터가 다시 발생하는 것에 대한 정보를 나타내는 것을 포함해왔다; 만약에 그렇다면, 루틴은 다른 올바른 동작들이 디스크 드라이브(100)에 인가되는 단계(274)(예컨대 이득값과 임계치에서 조절)를 통과한다.
바람직하게, 펄스 데이터 테이블(202)의 내용은 초기에 설정되고 그 후에 각각의 탐색동안 더 나은 서보 동작을 제공하는 최적의 값으로 헤드-바이-헤드 베이시스에 조절된다. 비록, 테이블(202)의 논리 모드값은 탐색의 관점에서 설명되었지만, 특정 헤드에 대한 모든 서보 데이터 복조기 동작은 테이블(202)에서 확인되는 특정 모드의 사용에서 수행된다. 결국, 본 출원의 필요에 따라서, 다른 논리 모드값은 디스크의 다른 반경들에서 동일한 헤드에 의해 사용되도록, 논리 모드값은 헤드당, 구역당 베이시스에 더 배정될 수 있다.
요약하면, 본 발명은 디스크 드라이브 탐색동안 서보 데이터 왜곡에 대한 보상의 장치 및 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시예에 따라서, 디스크 드라이브(100)는 다수의 트랙들이 서보 위치 데이터(154)에 의해 한정되는 표면을 포함하는 회전 디스크(108)의 부근에 위치하는 헤드(118)를 포함한다. 탐색은 전류가 목표 트랙으로 이동하기 위한 거리에 대하여 액추에이터 모터(124)에 인가되는 속도 제어 어프로치를 사용하여 초기 트랙에서 목표트랙으로 헤드를 움직이도록수행된다.
헤드가 목표 트랙 방향으로 이동함에 따라서, 서보 회로(140)는 서보 위치 데이터로부터 아날로그 서보 리드백 신호(170, 210, 230)를 변환함으로써 초기 트랙과 목표 트랙 사이의 중간 트랙에 저장된 서보 위치 데이터를 디코딩한다. 서보 리드백 신호는 포지티브와 네거티브 피크의 연속된 쌍을 포함한다. 포지티브 디지털 펄스 스트림(180, 214, 236)은 서보 리드백 신호에서 포지티브 진폭 피크를 나타내는 펄스로 생성된다. 유사하게, 네거티브 디지털 펄스 스트림(182, 216, 238)은 서보 리드백 신호에서 네거티브 진폭 피크를 나타내는 펄스로 생성된다. 그 후에, 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림은 헤드의 위치를 나타내는 제 1 출력 디지털 펄스 스트림을 형성하도록 제 1 부울 논리 연산자를 사용하여 결합된다.
서보 회로가 제 1 출력 디지털 펄스 스트림이, 서보 리드백 신호의 왜곡의 결과로 발생할 수 있는, 헤드의 위치를 정확하게 나타내지 않는 것을 결정할 때, 서보 회로는 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림으로부터 제 2 출력 디지털 펄스 스트림을 형성하도록 제 2 부울 논리 연산자를 선택한다. 바람직하게, 부울 논리 연산자 중 선택된 하나는 AND 연산자이고, 나머지 부울 논리 연산자는 OR 연산자이다. AND 연산자는 통상적으로, 예컨대 베이스라인 시프트에 의해 유발되는 서보 리드백 신호에서의 의사 피크(드롭 인)의 존재로 개선된 결과를 제공한다. OR 연산자는 통상적으로, 예컨대 서보 리드백 신호에서 비대칭으로 유발되는 디지털 펄스 스트림으로부터 피크가 누락될(드롭 아웃) 때 개선된 결과를 제공한다.
본 발명은 본래의 목적과 장점뿐만 아니라 언급된 목적과 장점을 달성하기위해 잘 적응될 수 있다는 것은 분명하다. 비록 여기의 바람직한 실시예들이 본 발명의 목적과 장점을 나타내기 위해 상세히 언급되었지만, 당업자에게 자명하고 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 종속항들에 의해 규정되는 다양한 변화들이 이루어질 수 있다.

Claims (10)

  1. 회전가능 디스크 표면 상의 다수의 트랙에 인접하게 헤드를 위치시키는 액추에이터를 포함하는 디스크 드라이브에서, 상기 헤드가 초기 트랙으로부터 목표 트랙으로 이동되는 탐색동작을 수행하기 위한 방법으로서,
    (a) 목표 트랙 방향으로 헤드를 가속시키는 단계;
    (b) 서보 위치 데이터로부터 아날로그 서보 리드백 신호를 변환하고, 상기 서보 리드백 신호에서 포지티브 진폭 피크를 나타내는 펄스를 갖는 포지티브 디지털 펄스 스트림을 생성하며, 상기 서보 리드백 신호에서 네거티브 진폭 피크를 나타내는 펄스를 갖는 네거티브 디지털 펄스 스트림을 생성하고, 상기 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림을 결합하여 제 1 부울 논리 연산자에 따라 헤드의 위치를 나타내는 제 1 출력 디지털 펄스 스트림을 형성함으로써, 상기 초기 트랙과 상기 목표 트랙 사이의 중간 트랙들에 저장된 서보 위치를 디코딩하는 단계;
    (c) 상기 제 1 출력 디지털 펄스 스트림이 상기 헤드의 위치를 정확하게 지시하지 못하는 것을 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 헤드의 위치를 나타내는 제 2 출력 디지털 펄스 스트림을 제 2 부울 논리 연산자에 따라서 형성하기 위하여 상기 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림을 결합하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(d)의 동작 전에, 상기 헤드가 초기 트랙과 상기 목표 트랙 사이의 위치에 정지하도록 상기 헤드를 감속시키는 단계(e)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)는, 상기 포지티브 디지털 펄스 스트림의 펄스들이 상기 포지티브 피크 검출 임계치 이상의 상기 서보 리드백 신호의 일부분에 대응하는 폭을 가지고 또한 상기 네거티브 디지털 펄스 스트림의 펄스들이 상기 네거티브 피크 검출 임계치 이하의 상기 서보 리드백 신호의 일부분에 대응하는 폭을 가지도록, 상기 서보 리드백 신호에 상기 각각의 포지티브와 네거티브 피크 검출 임계치를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 논리 연산자를 나타내는 논리 모드값을 메모리 위치에 저장하는 단계(e)를 더 포함하며, 상기 메모리 위치는 상기 제 2 논리 연산자를 나타내는 새로운 논리 모드값으로 갱신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)는 상기 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림들의 각 펄스들이 공칭 위상 정렬되도록 상기 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림 중 적어도 하나를 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 서보 위치 데이터에 의해 한정되는 다수의 트랙이 회전 가능한 데이터 기록표면;
    상기 데이터 기록 표면에 인접하게 헤드를 지지하는 액추에이터;
    상기 액추에이터를 움직이도록 구성되는 액추에이터 모터; 및
    서보회로를 포함하며, 상기 서보 회로는 상기 서보 위치 데이터로부터 아날로그 서보 리드백 신호를 변환하고, 상기 서보 리드백 신호에서 포지티브 진폭 피크를 나타내는 펄스들을 갖는 포지티브 디지털 펄스 스트림을 생성하며, 상기 서보 리드백 신호에서 네거티브 진폭 피크들을 나타내는 펄스들을 갖는 네거티브 디지털 펄스 스트림을 생성하고, 상기 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림들을 결합하여 제 1 부울 논리 연산자에 따라서 제 1 출력 디지털 펄스 스트림을 형성함으로써 헤드 위치를 검출하는 동안, 상기 액추에이터 모터에 전류를 인가함으로써 상기 데이터 기록 표면 상의 초기 트랙으로부터 목표 트랙까지 상기 제 1 헤드를 이동시키는 탐색 동작을 수행하는 서보 회로를 포함하며, 상기 서보 회로는 상기 제 1 출력 디지털 펄스 스트림이 상기 헤드의 위치를 정확하게 나타내지 않을 때 제 2 출력 디지털 데이터 펄스 스트림을 형성하기 위하여 제 2 부울 논리 연산자로 스위칭하는 디스크 드라이브.
  7. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 부울 논리 연산자 중 선택된 하나는 논리 AND 연산자를 포함하고 상기 제 1 및 제 2 부울 논리 연산자 중 나머지 하나는 논리 OR 연산자를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  8. 제 14 항에 있어서, 상기 서보 회로는 상기 제 1 출력 디지털 펄스 스트림이 상기 헤드의 위치를 정확하게 지시하지 않는다는 것을 결정한 후에 상기 헤드가 상기 초기 트랙과 상기 목표 트랙 사이의 위치에서 상기 헤드가 정지하도록 상기 액추에이터 모터에 전류를 더 인가하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  9. 제 14 항에 있어서, 상기 서보 회로는 상기 제 1 논리 연산자를 나타내는 논리 모드값을 메모리 영역에 저장하고, 상기 메모리 영역은 상기 제 2 논리 연산자를 나타내는 새로운 논리 모드값으로 갱신되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  10. 제 14 항에 있어서, 상기 서보 회로는 상기 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림들 중 각 펄스들이 공칭 위상 정렬되도록 상기 포지티브와 네거티브 디지털 펄스 스트림들 중 선택된 하나를 더 지연시키는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
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