KR20020040673A - 디스크 드라이브 내 유휴-모드 가청소음 감소용 장치 및방법 - Google Patents

디스크 드라이브 내 유휴-모드 가청소음 감소용 장치 및방법 Download PDF

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KR20020040673A
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조나단 윌리암스 하인스
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Abstract

유휴기간동안 디스크 드라이브 내의 가청 소음을 최소화하기 위한 장치 및 방법은 액추에이터 어셈블리의 탐색 이동을 제어하도록 저소음 속도 프로파일 및/또는 저소음 위치 프로파일을 사용한다. 저소음 속도 프로파일은 모든 액추에이터 이동 및 유휴기간동안, 즉, 내부 드라이브 사전준비동작동안의 탐색을 제어하도록 선택된다. 드라이브 내의 각각의 액추에이터 위치와 관련한 소음레벨은 실제 테스트 및/또는 모델링을 통해 바람직하게 결정되고 저소음 프로파일을 결정하는데 사용된다. 또한 상대적으로 소음이 작은 액추에이터 어셈블리 위치에서 소요되는 액추에이터 어셈블리 시간의 상대적인 양은 유휴 디스크 드라이브에 의해 생성된 전체 소음양을 최적으로 감소시킬 수 있다.

Description

디스크 드라이브 내 유휴-모드 가청소음 감소용 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REDUCTION OF IDLE-MODE ACOUSTICS IN A DISC DRIVE}
디스크 드라이브는 디스크의 회전하는 저장 매체상에 자기 형태로 디지털 데이터를 저장하는 데이터 저장 장치이다. 현대의 디스크 드라이브는 통상적으로 자화 가능한 매체로 코팅되고 일정한 고속도로 회전하는 스핀모터의 허브상에 장착된 하나 이상의 고정된 디스크를 포함한다. 정보는 통상적으로 디스크와 관련한 헤드의 이동을 위해 액추에이터 어셈블리에 장착된 변환기("헤드")에 의해 다수의 동심형 트랙을 따라 디스크 상에 저장된다. 기록 동작동안, 데이터는 디스크 트랙 상에 기록되고, 판독 동작동안 헤드는 디스크 트랙 상에 사전에 기록된 데이터를 감지하며 정보를 외부 환경에 전송한다.
헤드들은 액추에이터 몸체 또는 "E" 블록으로부터 방사형으로 외부로 돌출된 액추에이터 암의 단부에서 플렉서를 통해 각각 장착되어 있다. 통상적으로 액추에이터 몸체는 디스크의 외부 최단부에 인접한 디스크 드라이브 하우징에 장착된 샤프트 둘레를 피봇한다. 피봇 샤프트는 스핀모터와 디스크의 회전축에 평행하며,그 결과 헤드들이 디스크의 표면에 평행한 평면으로 이동하도록 한다.
통상적으로, 이러한 액추에이터 어셈블리는 디스크 표면에 헤드들을 위치시키는데 보이스 코일 모터를 사용한다. 통상적으로 보이스 코일 모터는 액추에이터 암과 마주보는 액추에이터 몸체의 일 면상에 수평으로 장착된 플랫 코일(flat coil)을 포함한다. 코일은 하나 이상의 영구 자석을 구비하는 자기회로의 수직 자기장에 담겨져 있고 자기적으로 퍼미어블 폴 피스(permeable pole piece)와 분리되어 수직으로 공간위치되어 있다. 제어된 직류 전류(DC)가 코일을 통과할 때, 공지된 로렌쯔 관계에 따라서 코일이 이동하도록 자기회로의 자기장과 상호작용하는 전자기장이 설정된다. 코일이 이동함에 따라서, 액추에이터 몸체는 피봇 샤프트 주위를 피봇하고 헤드는 디스크 표면을 가로질러 이동한다. 따라서 액추에이터는 헤드가 디스크의 내부 반경과 외부 반경 사이에서 정교하게 앞뒤로 이동하게 한다.
헤드가 한 위치에서 다른 위치로 이동하도록 하는 액추에이터의 동작을 "탐색"이라고 부른다. 통상적으로, 탐색은 피드포워드/피드백 액추에이터 서보 제어 시스템에 의해 제어된다. 제어 시스템에 의해 생성된 DC 전류는 액추에이터가 어떻게 시작 위치에서 가속되는지, 액추에이터가 도달하는 최대 속도, 그리고 액추에이터가 탐색의 최종 위치에서 이동을 종료하도록 어떻게 감속되는지를 제어하는 속도 프로파일로부터 얻어진다. 따라서 속도 프로파일의 특성은 전체 탐색 시간을 결정한다. 통상적으로, 속도 프로파일의 가속율, 최대속도 그리고 감속율은 탐색 시간을 최소화하기 위하여 하드웨어에 의해 허용가능한 최대값을 갖는다. 통상적인 디스크 드라이브에서, 드라이브의 유휴(idle)와 관계없이, 사용자의 명령에 응한 탐색 또는 네트워크와 같은 일부 다른 소스의 명령에 응한 탐색을 하면서, 액추에이터 이동을 제어하는 오로지 하나의 속도 프로파일만이 있다.
디스크 드라이브 탐색 동작은 가청소음(audible noise)을 발생시킨다. 발생한 소음은 전체 탐색 속도, 속도 프로파일의 특정한 특성 그리고 디스크 회전 속도를 포함하는 다수의 요인과 관련된다. 최근에 디스크 드라이브 사용자는 더 높은 데이터 저장 용량을 필요로 하고, 더 빠른 탐색 시간, 더 빠른 디스크 회전 속도, 더 높은 액추에이터 어셈블리 속도와 더 높은 가속율 및 감속율을 가능케하는 드라이브 설계에서의 성능을 개선시켜 왔고; 이들 모두는 드라이브의 가청소음을 증가시켜 왔다.
디스크 드라이브의 증가된 소음은 많은 사용자에 의해 오늘날 사무실 환경에서 인지하는 문제로 되었다. 일반적으로, 디스크 드라이브의 탐색 소음은 사용자가 저장명령을 부여할 때 또는 드라이브가 탐색중이라는 것을 알 때 사용자에게 안도감을 준다. 그러나, 또한 오늘날 대부분의 디스크 드라이브는 유휴기간동안 사용자에 의해 개시되지 않거나 또는 네트워크 명령이 주어질 때에도 탐색을 수행한다. 통상적인 디스크 드라이브는 자동적으로 자기 진단을 수행하고 유휴기간동안 탐색을 유지하며 또한 디스크의 표면 상에서 윤활제가 퍼로잉(furrowing) 또는 이동하도록 하는 임의의 위치를 탐색한다. 사용자의 명령에 의해 개시되지 않은 탐색으로 발생한 소음은 대부분의 사용자가 드라이브가 왜 탐색을 하는지 이해하지 못하기 때문에 사용자를 귀찮게 할 수 있다. 사실, 유휴기간의 탐색 및 사용자가 알지 못하는 명령에 의한 탐색의 소음은 일부 사용자가 자신의 드라이브가 파손되거나 오동작한다고 믿게 한다.
본 발명은 일반적으로 디스크 드라이브에 관한 것으로 특히, 디스크 드라이브가 탐색 동작을 수행할 때 발생하는 가청소음을 감소시키는 것에 관한 것이다.
도 1은 디스크 드라이브 커버가 부분적으로 제거된 본 발명의 바람직한 실시예를 포함하는 디스크 드라이브의 평면도이다.
도 2는 디스크 드라이브의 탐색 동작에 이용되는 통상적인 속도 프로파일을 도시한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유휴기간동안 탐색 동작의 저소음 속도 프로파일을 도시한다.
도 4는 드라이브가 유휴할 때 저소음 속도 프로파일 선택을 도시하는 바람직한 실시예의 소프트웨어 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 드라이브의 위치 소음레벨분산을 도시한다.
이러한 배경으로 본 발명이 개발되었다. 비록 드라이브 동작동안 사용자는 명령에 빨리 응답하기를 원하기 때문에 바람직하지 않지만, 가청 탐색 소음은 액추에이터 암의 탐색을 늦춤으로써 감소될 수 있다는 것이 알려져 있다. 그러나, 드라이브가 유휴하고 사용자로부터 명령을 기다리는 기간동안, 탐색시간을 최소화하는 것은 중요하지 않다. 일반적으로, 사용자에 의해 개시되지 않는 대부분의 명령은 탐색시간 최소화가 필요하지 않다. 또한, 디스크와 관련한 다른 액추에이터 위치는 다른 가청소음 양을 유발하는 것으로 알려져 있다. 몇 가지 경우에서, 가청소음은 액추에이터 위치에 따라 발생하는 음향 전력에서 10이 차이나는 요인에 해당하는, 디스크 상의 다른 액추에이터 위치 사이에서 1 데시벨(dB) 상승할 수 있다. 이러한 소음은 상기 논의된 액추에이터의 탐색에 의해 발생하는 가청소음에 부수적이다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는 액추에이터의 탐색과 위치에 기인하여 유휴 디스크 드라이브에 의해 발생하는 가청소음을 최소화하도록 상기 언급된 두 개의 지식(observation)을 이용한다. 또한 방법 및 장치는 사용자에 의해 개시되지 않은 임의의 탐색에 대한 가청소음을 최소화하는 것을 포함한다.
따라서, 본 발명의 일 특징은 사용자에 의해 개시되지 않은 임의의 탐색에 대한 드라이브의 가청 탐색 소음을 최소화하는 방법에 나타난다. 이러한 방법은 특히 탐색동안 액추에이터의 이동에 의해 발생한 소음을 감소시키도록 설계된 저소음 속도 프로파일을 개발하는 단계를 포함한다. 이러한 프로파일은 액추에이터의 이동 동작에 의해 발생하는 소음을 최소화하도록 가속도, 최대 속도 그리고 감속도를 조절한다. 다음으로, 저소음 속도 프로파일은 유휴기간동안 액추에이터의 모든 이동을 제어하도록 선택된다. 게다가, 저소음 속도 프로파일은 사용자에 의해 개시되지 않은 액추에이터의 모든 이동에 확대되어 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 다른 액추에이터 위치가 상대적으로 다른 위치보다 더 높은 소음을 갖는다는 지식을 사용하여 유휴 디스크 드라이브의 가청소음을 최소화하는 방법에서 나타난다. 이러한 방법은 액추에이터 어셈블리를 다수의 액추에이터 어셈블리 위치에 회전시키는 단계를 포함한다. 액추에이터 위치는 디스크 상의 트랙에 해당될 수 있지만 이것은 필요하지 않다. 다음으로, 각각의 액추에이터 어셈블리와 관련한 소음레벨이 결정되고 이러한 정보는 유휴기간동안 드라이브 동작을 드라이브의 가청소음을 최소화하도록 조절하는데 사용된다. 본 발명에서, 정보는 유휴기간동안 액추에이터 탐색과 위치 선택을 제어하는데 사용된다.
본 발명의 일 특징에서, 소음레벨 정보는 유휴기간 탐색동안 탐색에 의해 발생한 전체 소음을 최소화하도록 탐색 속도 프로파일을 조절하는데 사용된다. 이것은 한 위치에서 다른 위치로의 탐색에 의해 발생한 전체 소음을 나타내고 속도 프로파일에 기초한 액추에이터를 가속, 이동 및 감속에 의해 발생한 소음을 포함하는 함수의 일부분으로서 위치 소음을 포함함으로써 수행된다. 최소값에 대한 함수를 풀면 탐색동안 발생한 전체 소음을 최소화하는 속도 프로파일을 얻는다.
본 발명의 또 다른 특징에서, 각각의 위치의 소음레벨은 액추에이터 위치가사용되는 것과 유휴기간동안 각각의 위치에서 액추에이터가 얼마나 오래 소요되는지를 결정하는데 사용된다. 하나의 선택적인 방법은 최소의 소음을 내는 액추에이터 위치 세트 결정과, 유휴기간동안 이러한 세트의 위치만을 사용하는 것, 및 이러한 세트로 부터 임의로 또는 다른 방법으로 선택하는 것을 포함한다. 바람직한 방법은 상대적으로 더 높은 액추에이터 위치에서 액추에이터 암 어셈블리가 사용하는 시간양이 감소되도록 모든 가능한 위치의 범위에서 유휴기간동안 액추에이터 위치를 임의로 선택하는 것과, 해당 위치의 결정된 소음레벨에 기초한 선택된 위치에 액추에이터가 위치되는 기간을 조절하는 것을 포함한다.
본 발명을 특징짓는 장점 및 모든 특징은 이하 설명과 첨부된 해당 도면에 의해 나타난다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 디스크 드라이브(100)가 도 1에 도시되어 있다. 디스크 드라이브(100)는 디스크 드라이브(100)의 다양한 부재들이 장착된 베이스(102)를 포함한다. 부분적으로 절단되어 도시된, 상부 커버(104)는 베이스(102)와 함께 종래 방식으로 디스크 드라이브의 내부의, 밀폐된 환경을 형성하도록 한다. 이러한 어셈블리는 헤드 디스크 어셈블리(HDA)(101)로 불린다. 부재에는 일정한 고속도로 하나 이상의 디스크(108)를 회전시키는 스핀모터(106)가 포함된다. 정보는 디스크(108) 부근에 위치한 베어링 샤프트 어셈블리(112) 주위를 회전하는, 액추에이터 어셈블리(110)를 사용하여 디스크(108) 상의 트랙에 기록되고 트랙으로부터 판독된다.
액추에이터 어셈블리(110)는 디스크(108)의 표면 상으로 연장하고, 각각의 액추에이터 암(114)으로부터 연장하는 하나 이상의 플렉서(116)를 갖는 다수의 액추에이터 암(114)을 포함한다. 헤드(118)가 해당 디스크(108)의 관련된 표면 상에서 매우 근접한 비행이 가능하도록 하는 공기 베어링 슬라이더를 포함하는 헤드(118)가 각각의 플렉서(116)의 먼 단부에 장착되어 있다.
통상적으로 스핀모터(106)는 디스크 드라이브(100)가 연장된 기간동안 사용되지 않을 때 에너지 공급이 끊긴다(de-energize). 이러한 경우에, 드라이브 모터에 에너지 공급이 끊길 때 헤드(118)는 디스크(108)의 내부 직경에 인접한 파킹 영역(120) 상으로 이동한다. 헤드(118)는 액추에이터 래치 장치(122)의 사용을 통해파킹 영역(120) 상에 고정되어, 헤드가 파킹되어 있을 때 액추에이터 암(114)의 의도하지 않은 회전을 방지한다.
헤드(118)의 방사형 위치는, 통상적으로 액추에이터 어셈블리(110)에 부착되어 있는 코일(126) 뿐만 아니라 하나 이상의 영구 자석 및 떨어져 위치되어 있고 코일(126)이 내부에 담겨진 자체의 사이에서 수직의 자기장을 형성하는 리턴 플랫(return plat)(128)을 포함하는, 보이스 코일 모터(VCM)(124)의 사용을 통해 제어된다. 코일(126)에 제어된 전류를 인가하는 것은 영구 자석(128)과 코일(126) 사이에서 자기 상호 작용을 유발하여 코일(126)이 공지된 로렌쯔 관계에 따라서 이동하도록 한다. 코일(126)이 이동함에 따라서, 액추에이터 어셈블리(110)는 베어링 샤프트 어셈블리(112) 주위를 피봇하고 헤드(118)가 디스크(108)의 표면을 가로질러 이동하도록 한다.
플렉스 어셈블리(130)에는 동작동안 액추에이터 어셈블리(110)의 피봇 동작을 허용하면서 액추에이터 어셈블리(110)를 위한 필수 전기 접속 경로가 제공된다. 플렉스 어셈블리는 헤드 와이어(도시안됨)가 접속되어 있는 인쇄회로기판(132)을 포함한다 : 헤드 와이어는 액추에이터 암(114)과 플렉서(116)을 따라 헤드(118)에 연결되어 있다. 통상적으로 인쇄회로기판(132)은 서보 제어회로를 포함하는데, 서보 제어회로는 기록 동작동안 헤드(118)에 인가되는 기록 전류를 제어하고 판독 동작동안 헤드(118)에 의해 생성된 판독 신호를 증폭하는 제어 소프트웨어를 위한 마이크로프로세서와 메모리를 포함한다. 플렉스 어셈블리는 베이스 데크(102)를 통해 디스크 드라이브(100)의 기저면에 장착된 디스크 드라이브 인쇄회로판(도시안됨)과 소통하기 위하여 플렉스 브래킷(134)에서 종결된다.
도 2는 일반 탐색에 대한 일반적인 속도 프로파일(136)을 도시하는데 액추에이터 어셈블리 위치(182)는 가로좌표 상에 도시되어 있고 헤드(118)에서 측정된 액추에이터 어셈블리(110)의 속도(188)는 세로좌표 상에 도시되어 있다. 프로파일(136)은 초기 위치(xo)(138)에서 목표 위치(xf)(140)까지 탐색하면서 임의로 주어진 위치에서 액추에이터 어셈블리(110)의 속도를 도시한다. 초기 위치(xo)에서 시작한 액추에이터 어셈블리(110)는 프로파일(136)의 가속부(144)로 도시된 것처럼 초기위치에서 사전설정된 비율로 최대 속도(Vmax)(142)까지 가속된다. 다음으로 액추에이터 어셈블리(110)는 어셈블리가 목표 위치(140)로부터 떨어진 사전설정된 거리(146),(d),에 도달할 때까지 최대 속도(142)로 이동한다. 다음에 액추에이터 어셈블리(110)는 어셈블리가 목표 위치(140)에서 헤드와 함께 정지하도록 속도 프로파일(136)의 감속부(148)와 일치하여 감속한다. 통상적으로, 가속부(144)는 액추에이터 어셈블리(110)에 의해 도달가능한 최대 가속도이다. 유사하게, 최대 속도(142)는 액추에이터 어셈블리(110)가 도달가능한 최대 속도로 지시된다.
연구의 상당한 양이 속도 프로파일(136)을 최적화하기 위하여 전용되었다. 속도 프로파일(136)은 수학적 함수 또는 일련의 탐색표(lookup table)가 될 수 있으며 자주 두 개의 일부 조합이 된다. 이러한 프로파일을 개발하는 초점은 탐색 정확도, 재현성 또는 가청소음의 허용 최대값과 같은 일부 부가적인 성능표준을 충족하면서 전체 탐색 시간을 최소화하거나 또는 탐색 시간을 최소화하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 하나 이상의 선택적 속도 프로파일과, 부수적으로 상기 설명된 일반 최소 탐색 시간 속도 프로파일(136)을 사용하여 서보 제어 시스템을 포함하며, 그리고 모든 프로파일을 저장하는 방법 및 탐색 명령의 소스에 기초하여 저장된 프로파일을 선택하는 방법을 포함한다.
특히 바람직한 실시예는 상기 설명한 일반 최소 탐색 시간 속도 프로파일(136)에 부수하여 도 3에 도시된 것과 같은 저소음 속도 프로파일(150)의 개발을 포함한다. 저소음 속도 프로파일(150)은 주된 목적이 전체 탐색 시간을 희생시켜 낮은 가청소음 특성을 구현한다는 점에서 통상적인 프로파일(136)과 다르다. 도 2에 따라서, 액추에이터 어셈블리 위치(182)는 가로 좌표 상에 도시되고 헤드(118)에서 측정된 액추에이터 속도는 세로 좌표 상에 도시된다. 프로파일(150)은 초기 위치(xo)(139)에서 목표 위치(xf)(141)까지 탐색하면서 임의로 주어진 위치에서 액추에이터 어셈블리(110)의 속도를 도시한다.
xo(139)의 초기 위치에서 시작하는 액추에이터 어셈블리(110)는 프로파일(150)의 가속부(145)에서 도시된 사전설정된 비율로 초기 위치에서 (최대 속도(142)보다 작은) 사전설정된 저소음 속도(VIn)(152)까지 완만하게 가속된다. 다음으로 액추에이터 어셈블리(110)는, 어셈블리가 목표 위치(141)에서 사전설정된 거리(dIn)에 도달할 때까지, 저소음 속도(152)로 이동한다. 사전설정된 거리에 도달하자마자, 액추에이터 어셈블리(110)는 어셈블리가 목표 위치(141)에서 헤드(118)와 함께 정지하도록 속도 프로파일(150)의 감속부(149)와 일치하여 감속된다.
저소음 속도 프로파일(150)은 드라이브 테스트, 저소음 속도(152)의 임의의 선택 또는 가속율 및 감속율의 감소, 또는 속도 프로파일 모델링과 같은 많은 다른 방법을 통해 결정될 수 있다. 저소음 속도 프로파일(150)은 바람직한 실시예에서 직접 테스트를 통해 프로파일 특성을 변화시키면서 탐색동안 발생된 가청소음을 측정함으로써 결정된다. 전체 탐색 시간의 최소화는 논의된 바람직한 실시예에서 저소음 속도 프로파일(150)을 결정하는 주된 요인이 아니다.
도 4는 본 발명에 따른 루틴 사전준비동작동안과 같은 디스크 드라이브 서보제어 시스템에 의한 탐색을 위해 저소음 속도 프로파일 선택의 서보 제어기에 의하여 사용될 수 있는 소프트웨어 루틴의 실시 흐름도를 나타낸다. 저소음 속도 프로파일이 사용되는 것보다 저소음 위치 세트(set)가 액추에이터 어셈블리의 위치를 위해 선택되는 것을 제외하고, 유사한 루틴이 유휴기간동안 액추에이터 어셈블리를 위치시키는데 사용된다.
실시 루틴은, 서보 제어가 주기적으로 외부 환경으로부터 탐색 및 리셋을 위해 샘플링하는, 동작(160)에서 시작한다. 다음으로, 제어는 질문 동작(162)으로 이동한다. 질문 동작(162)에서 탐색 또는 리셋 명령의 존재가 결정된다. 만약 탐색 또는 리셋 명령이 존재한다면, 서보 제어기는 드라이브(100)가 유휴가 아니고 탐색 또는 리셋이 최소 탐색 시간 속도 프로파일(136)을 사용하는 것을 결정한다. 다음으로 제어는 질문 동작(166)으로 이동한다.
질문 동작(166)은 메모리에서 로딩된 전류 속도 프로파일이 최소 탐색 시간프로파일(136)인지를 결정한다. 만약 메모리의 전류 프로파일이 최소 탐색 시간 프로파일이라면 다음에 제어는 탐색 또는 리셋을 수행하는 동작(168)으로 이동한 후에 제어가 외부 명령에 대하여 샘플링을 다시 시작하는 시작 동작(160)으로 귀환한다. 그러나, 만약 질문 동작(166)이 메모리의 전류 프로파일이 최소 탐색 시간 프로파일(136)이 아닌 것을 결정한다면, 다음으로 제어는 동작(170)으로 이동한다. 동작(170)은 메모리의 최소 탐색 시간 프로파일(136)을 로딩하고 제어는 탐색 또는 리셋을 수행하는 동작(168)으로 이동한 후에 외부 탐색 명령에 대한 샘플링을 하는 동작(160)으로 귀환한다.
만약 탐색 또는 리셋 명령이 동작(160)에 존재하지 않는다면, 질문 동작(162)은 제어를 질문 동작(172)으로 이동시킨다. 질문 동작(172)은 동작(160)이 탐색 또는 리셋 명령을 검출한 후에 시간의 사전설정된 기간이 통과했는지를 결정한다. 만약 사전설정된 시간이 동작(172)에서 통과하지 않았다면, 다음으로 제어는 시작 동작(160)으로 귀환한다. 만약 질문 동작(172)이 마지막 탐색 또는 리셋 명령이 검출된 후에 시간의 사전설정된 양이 통과한 것으로 결정한다면, 다음으로 드라이브(100)는 유휴 상태가 되고 명령은 질문 동작(174)로 이동한다.
질문 동작(174)은 보수 또는 자체-진단 탐색과 같은 임의의 유휴-모드 탐색이 필요한지를 결정한다. 만약 어떠한 것도 필요하지 않다면, 즉 계획된 대로 된다면, 제어는 동작(160)으로 귀환한다. 만약 결과가 yes라면, 즉 보수 또는 자체-진단 탐색이 필요하다면, 다음으로 제어는 질문 동작(180)으로 이동한다.
질문 동작(180)은 메모리에서 로딩된 전류 속도 프로파일이 저소음프로파일(150)인지를 결정한다. 만약 그렇다면, 다음으로 제어는 유휴-모드 탐색과 진단이 수행되는 동작(176)으로 이동하고 그 후에 제어는 외부 명령에 대하여 샘플링을 하는 개시 동작(160)으로 귀환한다. 만약 질문 동작(180)이 메모리의 전류 프로파일이 저소음 프로파일(150)이 아닌 것으로 결정한다면, 다음으로 제어는 저소음 프로파일(150)이 활동 서보 제어기 메모리로 로딩되는 동작(178)으로 이동한다. 다음으로 제어는 동작(176)으로 이동하고 유휴-모드 탐색이 수행된다. 다음으로 제어는 동작(160)으로 복귀한다.
도 4에 도시된 소프트웨어 흐름도는 보완될 수 있고 상기 설명한 것과 같은 단지 유휴-모드 탐색 명령이 아닌, 임의의 또는 모든 비사용자 개시 탐색 명령에 대한 저소음 속도 프로파일의 선택으로 수정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 회전하는 디스크(108)와 관련한 다른 액추에이터 위치가 다른 레벨의 소음을 발생하는 것을 이용한다. 도 5는 디스크 드라이브(100)의 실험에 의해 결정된 대표적인 위치 소음레벨 분포를 도시한다. 액추에이터 어셈블리 위치(182)는 가로 좌표 상에 다시 도시되어 있고 측정된 소음레벨(184)은 세로 좌표 상에 도시되어 있다. 이러한 예는 음향 전력으로서 실험적으로 측정된, 소음레벨(184)이 최소 음향 레벨과 최대 음향 레벨 사이에서 대략 10 개의 요인에 의해 변화될 수 있는 것을 도시한다. 비록 소음레벨(184)을 측정하는 임의의 장치가 사용될수 있지만, 각각의 디스크 드라이브(100)는 바람직하게 디스크 드라이브 내에 바람직한 방식으로 위치한 소음 검출 변환기(도시안됨)를 사용하여 테스트된다. 테스트하는 동안, 액추에이터(110)는, 디스크(108) 상의 데이터저장트랙(도시안됨)에 해당하거나 또는 해당하지 않을 수 있는, 각각 사전설정된 위치(182)에 연속적으로 위치하며, 사전설정된 위치(182)에서 소음레벨(184)은 측정된다.
소음레벨(184)과 해당 위치(182)는, 비록 필요 없더라도, 반복 사용을 위해 드라이브(100) 내에 바람직하게 저장된다. 예컨대, 하나의 선택적인 실시예에서, 일체로 위치 소음레벨 정보로 불리는, 측정된 소음레벨(184)과 해당 위치(182)는 각각의 위치(182)에서 소음레벨(184)에 근사한 수학 함수(186)를 생성하는데 사용된다. 이러한 선택에서, 수학 함수(186)는 연속적으로 실제 위치 소음레벨 정보보다 가청소음을 감소시킨다.
도 6에는 드라이브(100)의 소음레벨(184)을 측정하는 루틴의 대표적인 흐름도가 제공된다. 루틴은 음향 변환기의 사용가능여부가 결정되는 동작(151)에서 시작한다. 다음으로 제어는 새로운 액추에이터 위치가 연속적으로 선택되는 동작(153)으로 이동한다. 제 1 측정을 위하여, 위치(182)는, 예컨대 트랙 000에 해당될 수 있다. 다음으로 제어는 서보 제어기가 선택된 위치(182)로 탐색하는 동작(155)으로 이동한다. 다음으로 제어는 위치(182)의 소음레벨이 측정되는 동작(157)으로 이동한다. 이러한 측정은 두 개의 부분으로 될 수 있는데, 제 1 부분은 탐색동안의 측정이고 제 2 부분은 특정 위치에 도달한 이후이다. 탐색동안 축적된 데이터는 추려질 수 있고 상기 설명처럼 최적의 속도 프로파일을 결정하기 위해 편집될 수 있다. 다음으로 제어는 질문 동작(157)으로 이동한다.
질문 동작(157)은, 사전설정된 시간간격 후에, 충분한 소음레벨 데이터가 수신되었는지를 결정한다. 만약 아니라면, 제어는 소음레벨 측정이 추가의 시간간격동안 계속되는 동작(161)으로 이동한다. 다음으로 제어는 동작(157)으로 귀환하고 다음으로 질문동작(159)으로 귀환한다. 만약 위치에서 충분한 소음레벨 데이터가 질문 동작(159)에서 수집되지 않는다면, 다음으로 제어는 정보가 장래 사용을 위채 저당되는 동작(163)을 통과한다. 다음으로 제어는 질문 동작(165)으로 이동한다.
질문 동작(165)은 또 다른 위치가 소음레벨을 위해 테스트될지를 결정한다. 만약 그렇다면, 제어는 새로운 액추에이터 위치가 선택되는 동작(153)으로 귀환한다. 다음으로 동작(155) 내지 동작(165)의 연속이 반복된다. 만약 더이상 위치가 테스트되지 않는다면, 제어는 귀환 동작(167)으로 이동한다. 이러한 소음레벨 결정의 처리는 드라이브 제조와 초기 테스트동안 바람직하게 수행된다. 소음레벨 위치 데이터는, 특히 유휴기간동안 사용자가 들을 수 있는 소음을 최소화하도록 연속된 드라이브 동작동안의 사용을 위해 특정 드라이브에 저장될 수 있다.
위치 소음레벨 정보를 결정하기 위한 많은 선택적인 방법이 있다. 실제로 각각의 디스크 드라이브에서 직접 위치 소음레벨을 측정하기 위한 하나의 선택은 소음, 음향진동, 난기류와 같은 파라미터 또는 각각의 위치(182)에서 소음레벨(184)과 관련하는 일부 다른 파라미터를 모델링하고 위치 소음레벨 정보를 근사하는 모델링의 결과를 사용하는 것이다. 각각의 드라이브(100)를 위한 위치 소음레벨 정보를 측정하는 또 다른 선택은 다수의 드라이브(100)에서 파라미터들을 측정하고, 정보를 통계적으로 분석하며 드라이브(100)와 같은 모든 드라이브에 사용될 수 있는 대표적인 위치 소음레벨 정보 프로파일을 생성하는 것이다.
본 발명은 모든 디스크 드라이브(100) 탐색동안 사용되는 속도 프로파일(136)을 수정하도록 디스크 드라이브(100) 내에 저장된 위치 소음레벨 정보를 사용한다. 특히, 본 발명은 상기 논의와 같이 디스크 드라이브 유휴기간동안 사용될 저소음 속도 프로파일(150)의 결정에 위치 소음레벨 정보를 사용한다. 바람직한 실시예에서, 위치 소음레벨 정보는 각각의 위치(x)(182), 및 각각의 위치에서 소요되는 시간(tx)에서 소음레벨 함수(Nx)(184)인 위치 소음 에너지 발생 함수(Epn)를 생성하기 위해 바람직하게 사용된다. 소음레벨(184)은 자체로 위치(182)의 함수이기 때문에, 일단 위치 소음레벨 정보가 결정되면 Epn는 위치(182)와 시간의 함수가 된다. 만약, 바람직한 실시예에서, 소음레벨(184)(Nx)이 측정 순간의 초당 주울 단위의 전력으로 측정된다면, 다음으로 에너지 함수에 대한 방정식은:
이다. 위치 소음레벨 정보와 각각의 위치에서 소요되는 시간이 주어진 위치 소음 에너지 발생 함수(Epn)를 풀면 주울(joule)로 발생한 전체 위치 소음 에너지가 얻어진다.
위치 소음 발생 함수(Epn)는 제 3 전체 소음 에너지 함수(Etn)를 생성하도록 액추에이터 가속, 이동 및 감속에 기인하는 탐색동안 발생한 소음 에너지로 기술되는 탐색 소음 에너지 함수(Esn)와 합쳐진다. (Esn)은 사전설정된 속도 프로파일(136)로부터 얻어질 수 있고 액추에이터 위치(182)(x) 및 탐색을 종료하는 시간(t)의 함수이다. 전체 소음 함수(Etn)의 결과는
이고 초기 액추에이터 위치(138)에서 목적 액추에이터 위치(140)까지 탐색 동안 발생한 전체 소음 에너지를 탐색동안 각각의 위치(182)에서 소요된 시간을 고려하여 설명한다. 탐색동안 최소의 소음 에너지를 발생하기 위해 필요한 최적 시간은 탐색동안 최소값(Etn)을 풀어서 찾을 수 있다. 탐색 소음 함수(Esn)의 복잡성에 따라서, 추가의 변수가 각각의 탐색동안 통과하여 이동한 위치의 소음레벨의 원인이 되는 속도 프로파일의 다양한 특성을 최적화하도록 포함될 수 있다.
위치 소음레벨 정보는 드라이브 동작의 유휴기간동안 액추에이터 위치(182)의 선택에 바람직하게 사용된다. 바람직하게, 액추에이터 위치(182)의 세트는 대표적으로 선택된다. 예컨대, 이러한 세트는 최대 소음의 절반 또는 위치(182)의 전체 세트의 일부 다른 부분을 포함하는 것과 같은, 드라이브에 대한 위치 소음레벨 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 바람직한 실시예에 사용된 세트는 바람직하게 모든 주소부여가능한 위치(182)의 세트이다. 세트를 결정한 후에, 세트에서 위치(182)를 선택하는 임의의 방법은, 수학적으로 임의의 선택 또는 연속한 선택의 일부 형태와 같은, 액추에이터 어셈블리를 위치시키는데 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 위치(182)가 결정된 세트, 즉 모든 가능한 위치(182)의 세트로부터 임의의 선택에 의해 선택될 수 있다. 다음으로 해당 위치(x)(182)의 해당 소음레벨(Nx)(184)이 액추에이터가 다음 공식
에 따라서 다시 이동하기 전에 해당 위치(182)에서 정지하는 시간 양(tx)을 결정하도록 사용될 수 있으며, 여기서 (to)는 사전설정된 기준 시간이고 (No)는 사전설정된 기준 소음레벨이다. 확인될 수 있는 것처럼, 상기 공식 사용의 효과는 더 조용한 위치(182)에서 소요된 시간양과 관련한 더 높은 소음의 위치(182)(용어 No/Nx는 더 높은 소음 위치에 대하여 더 작을 수 있기 때문에)에서 소요된 시간양을 감소시킨다. 따라서 유휴-모드 액추에이터 위치의 선택으로부터 발생한 전체 소음은 감소하는 반면에, 유휴-모드 액추에이터 위치에 기인하여 디스크의 표면상에서 윤활제가 퍼로우잉 또는 이동하는 것이 방지된다.
요약하면, 본 발명의 일 특징은 스핀모터(106)에 연결되어 있는 하나 이상의 디스크(108)를 갖는 동작 위치에 위치한 액추에이터 어셈블리(110)를 갖는 디스크 드라이브(100)의 가청소음을 감소시키는 방법으로 설명될 수 있다. 방법은
(a) 액추에이터 어셈블리(110)를 다수의 액추에이터 어셈블리 위치(동작 (153) 및 (155))로 회전시키는 단계;
(b) 각각의 액추에이터 어셈블리 위치와 관련한 소음레벨을 결정하는 단계(동작(157) 내지 (165)); 및
(c) 단계(b)에서 결정된 소음레벨 및 위치 정보를 이용하여 액추에이터 어셈블리의 동작을 제어하는 단계(동작 (160) 내지 (180)).
제어단계(c)는 사전설정된 값보다 작은 소음레벨을 갖는 위치 세트의 선택과 드라이브 동작(도 5에 도시됨)동안 위치 세트 내의 위치에 액추에이터 어셈블리를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 또한 단계(c)는 단계(b)에서 결정된 소음레벨 및 위치 정보를 이용하여 액추에이터 어셈블리의 이동을 제어하는 속도 프로파일(도 3)을 계산하는 것을 포함할 수 있다.
특히, 각각의 위치(182)와 관련한 소음을 결정하는 단계(b)는 다수의 디스크 드라이브(100)에 대한 각각의 액추에이터 어셈블리 위치(동작 (151) 내지 (167)와 관련한 소음레벨을 결정하는 것, 각각의 드라이브에 대한 소음레벨과 소음레벨에 해당하는 액추에이터 위치를 기록하는 것, 및 통계적 또는 수학적 분석으로 액추에이터 어셈블리 위치(도 5)와 관련한 평균 또는 대표적인 소음레벨을 생성하도록 기록된 레벨들을 이용하는 것을 포함한다.
바람직하게 본 발명은 유휴기간동안 디스크 드라이브 내의 액추에이터 어셈블리 위치지정에 의해 유발되는 가청소음을 감소시키는 방법으로 설명될 수 있다. 이러한 경우에 방법은 동작(153)과 (155)에서와 같이 액추에이터 어셈블리를 다수의 액추에이터 어셈블리 위치로 회전시키고, 각각의 액추에이터 어셈블리 위치와 관련한 소음레벨을 결정(동작(157) 내지 (159))하며, 각각의 액추에이터 어셈블리 위치에 대한 소음레벨에 기초하여 액추에이터 어셈블리 위치를 선택(동작(178))하고, 그리고 유휴기간 동안 선택된 위치 내에 액추에이터 어셈블리를 위치(동작(174)내지 (180))시키는 기본 단계를 갖는다. 각각의 소음레벨과 소음레벨의 위치는 서보 제어기에 의해 사용되기 위해 저장될 수 있다(동작(163)). 또한, 액추에이터 위치의 세트는 사전설정된 임계값 이하의 소음레벨과 이러한 위치 세트 내에서부터 선택된 액추에이터 어셈블리 위치로 결정될 수 있다. 또 다른 방법을 설명하면, 액추에이터 유휴 위치의 선택은 상기에서 결정된 소음레벨에 기초하여 액추에이터 어셈블리 위치의 세트를 결정하고 따라서 결정된 세트의 액추에이터 위치를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 선택은 연속된 위치와 같은 구성에 따라서 또는 세트의 액추에이터 위치를 임의로 선택함에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 소음레벨은 액추에이터 어셈블리가 사전에 결정된 소음레벨과 위치정보에 기초한 위치에 잔류하는 기간을 결정하고 결정된 기간동안 선택된 위치 내에 액추에이터 어셈블리를 위치하며 다음으로 액추에이터 어셈블리를 또 다른 위치에 이동시킴으로써 최소화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 디스크를 회전시키는 스핀모터(106)에 연결되어 있는 하나 이상의 회전하는 데이터 저장 디스크(18)에 인접한 액추에이터 어셈블리(110)를 갖는 디스크 드라이브 장치(100)로서 설명될 수 있다. 액추에이터 어셈블리(110)는 하나 이상의 디스크 상의 다양한 위치에 판독/기록 헤드(118)를 위치시키는 위치 범위에서 회전가능하다. 서보 제어기는 액추에이터 어셈블리의 위치지정을 제어하기 위해 액추에이터 어셈블리(110)에 연결되어 있다. 이러한 서보 제어기는 액추에이터 이동 제어 신호를 결정할 때 소음레벨 정보를 이용한다(동작(151)내지 (167)). 서보 제어기는 바람직하게 드라이브 동작동안 액추에이터 어셈블리에 대한 유휴 상태 액추에이터 위치를 선택하도록 감소된 소음레벨을 각각 갖는 사전설정된 액추에이터 위치 세트를 이용한다(동작(160)내지 (180)). 바람직하게 소음레벨 정보는 저소음 속도 프로파일이다(도 3에 도시됨). 또한, 서보 제어기는 외부에서 생성된 탐색 명령의 수신 사이에서 감소된 소음레벨 액추에이터 위치중 하나에 액추에이터 어셈블리를 바람직하게 위치시킨다(동작(160)내지 (180)). 사용된 소음레벨 정보는 실험적으로 결정될 수 있다(동작(151)내지 (167)). 특히,
본 발명은 여기에 내포되어 있고 언급된 목적 및 장점을 달성하기에 매우 적합하다. 소개된 바람직한 실시예가 이러한 명세서의 목적을 설명하였지만, 다양한 변화가 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고 종속항에서 정의된 것과 같이 당업자에 의해서 용이하게 이루어질 수 있다.

Claims (16)

  1. 스핀모터에 연결되어 있는 하나 이상의 디스크를 갖는 동작 위치에 위치한 액추에이터 어셈블리를 갖는 디스크 드라이브의 가청소음을 감소시키는 방법으로서,
    (a) 상기 액추에이터 어셈블리를 다수의 액추에이터 어셈블리 위치로 회전시키는 단계;
    (b) 상기 각각의 액추에이터 어셈블리 위치와 관련한 소음레벨을 결정하는 단계; 및
    (c) 단계(b)에서 결정된 소음레벨 및 위치 정보를 이용하여 상기 액추에이터 어셈블리의 동작을 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(c)는:
    (c)(ⅰ) 사전설정된 값보다 작은 소음레벨을 갖는 위치 세트를 선택하는 단계; 및
    (c)(ⅱ) 드라이브 동작동안 상기 위치 세트 내의 위치에 상기 액추에이터 어셈블리를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(c)는 상기 단계(b)에서 결정된 소음레벨 및 위치정보를 이용하여 상기 액추에이터 어셈블리의 이동을 제어하는 속도 프로파일을계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 결정 단계(b)는:
    (b)(ⅰ) 다수의 디스크 드라이브에 대한 상기 각각의 액추에이터 어셈블리 위치와 관련되는 소음레벨을 결정하는 단계;
    (b)(ⅱ) 상기 각각의 드라이브에 대하여 상기 소음레벨 및 상기 소음레벨의 해당 액추에이터 위치를 기록하는 단계;
    (b)(ⅲ) 통계적 또는 수학적 분석으로 상기 단계(b)(ⅱ)의 기록된 레벨을 이용하는 단계; 및
    (b)(ⅳ) 상기 액추에이터 어셈블리 위치 세트와 관련한 평균 또는 대표 소음레벨을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 유휴기간동안 디스크 드라이브 내의 액추에이터 어셈블리를 위치지정함으로써 유발되는 가청소음을 감소시키는 방법으로서,
    (a) 상기 액추에이터 어셈블리를 다수의 액추에이터 어셈블리 위치로 회전시키는 단계;
    (b) 상기 각각의 액추에이터 어셈블리 위치와 관련한 소음레벨을 결정하는 단계;
    (c) 상기 단계(b)에서 결정된 상기 각각의 액추에이터 어셈블리 위치에 대한 상기 소음레벨에 기초하여 상기 액추에이터 어셈블리 위치를 선택하는 단계; 및
    (d)상기 액추에이터 어셈블리를 유휴기간동안 상기 단계(c)에서 선택된 위치로 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 결정단계(b)는 상기 각각의 소음레벨 및 상기 소음레벨의 해당 액추에이터 위치를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 선택 단계(c)는
    (c)(ⅰ) 사전설정된 값 이하의 소음레벨을 갖는 액추에이터 어셈블리 위치를 결정하는 단계; 및
    (c)(ⅱ) 상기 단계(c)(ⅰ)에서 결정된 상기 액추에이터 어셈블리 위치를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 단계(c)의 액추에이터 유휴위치 선택은:
    (c)(ⅰ) 상기 단계(b)에서 결정된 상기 소음레벨에 기초하여 액추에이터 어셈블리 위치 세트를 결정하는 단계; 및
    (c)(ⅱ) 상기 단계(c)(ⅰ)에서 결정된 상기 세트에서 액추에이터 위치를 선택하는 단계 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 선택 단계(c)(ⅱ)는 상기 단계(c)(ⅰ)에서 결정된상기 세트에서 액추에이터 위치의 임의의 선택을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 단계(c)와(d)는
    (c)(ⅰ) 액추에이터 어셈블리 위치를 선택하는 단계;
    (c)(ⅱ) 상기 액추에이터 어셈블리가 상기 소음레벨에 기초한 위치와 상기 단계(b)에서 결정된 위치정보 내에 잔류하는 기간을 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 단계(c)(ⅱ)에서 결정된 상기 기간동안 상기 단계(c)(ⅰ)에서 선택된 위치에 상기 액추에이터 어셈블리를 위치시키 후, 다음으로 상기 액추에이터 어셈블리를 또 다른 위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 디스크 드라이브 장치로서,
    디스크를 회전시키는 스핀모터에 연결되어 있는 하나 이상의 회전 데이터 저장 디스크에 인접한 액추에이터 어셈블리를 포함하는데, 상기 액추에이터 어셈블리는 상기 하나 이상의 디스크 상의 다양한 위치에 판독/기록 헤드를 위치시키는 위치 범위에서 회전가능하며; 및
    상기 액추에이터 어셈블리에 연결되어 상기 액추에이터 어셈블리의 위치를 제어하는 서보 제어기를 포함하며, 상기 서보 제어기는 소음레벨 정보에서 액추에이터 이동 제어 신호를 유도하는 디스크 드라이브 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 서보 제어기는 드라이브 동작동안 상기 액추에이터 어셈블리에 대한 유휴 상태 액추에이터 위치를 선택하도록 감소된 소음레벨을 각각 갖는 상기 사전설정된 액추에이터 위치 세트를 이용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 소음레벨 정보는 저소음 속도 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 서보 제어기는 상기 액추에이터 어셈블리를 외부에서 발생한 탐색 명령의 수신 사이에서 상기 감소된 소음레벨 액추에이터 위치들중 하나 내에 위치시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 소음레벨 정보는 실험적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 드라이브 동작동안 감소된 가청소음레벨을 갖는 디스크 드라이브 장치로서,
    상기 디스크 상의 선택된 위치 상에 기록/판독 헤드를 위치시키기 위한 회전하는 디스크와 상기 액추에이터 어셈블리의 상기 위치를 제어하기 위해 상기 액추에이터 어셈블리에 연결되어 있는 서보 제어기에 인접한 액추에이터 어셈블리; 및
    사전설정된 소음레벨 정보에 기초하여 액추에이터 위치를 선택하기 위해 상기 서보 제어기에 연결되어 있는 장치.
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