KR20020091185A - 자기기억매체, 그 트랙피치의 제어방법, 그 매체를 위한자기기록장치 - Google Patents

자기기억매체, 그 트랙피치의 제어방법, 그 매체를 위한자기기록장치 Download PDF

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Abstract

원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억가능하도록 구성된 자기기억매체이다. 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 다르다.

Description

자기기억매체, 그 트랙피치의 제어방법, 그 매체를 위한 자기기록장치{MAGNETIC STORAGE MEDIUM, METHOD OF CONTROLLING TRACK PITCH OF THE MEDIUM, AND MAGNETIC RECORDER FOR THE MEDIUM}
최근, 고정자기기록장치(HDD:하드디스크드라이브)의 반경은 해마다 증가하는 기록밀도의 요구에 따라, 여러가지 요소기술이 향상되고 있다. HDD의 기록밀도를 결정하는 요소로서는 자기헤드, 기억매체, 기록재생채널, 위치결정기구 등이 있다. 현상황 트렌드를 따라 앞으로 더욱 기록밀도의 향상을 지속하기 위해서는 각각의 요소기술을 개선하는 것뿐만 아니라, 각각의 요소기술을 시스템으로서 조합하고, 토탈의 효과로서 검토를 하는 것이 필요하다라고 생각된다. 구체적으로는 초고밀도화를 달성하기 위해서는 원반형상의 디스크의 선기록방향(BPI)과 반경방향(TPI)모두 기록밀도를 비약적으로 향상시킬 필요가 생기고 있다.
헤드기술에 관해서 말하면, GMR(거대자기저항)헤드를 채용함으로써, 자기기록신호의 재생능력을 높이는 것이 성공가능하며, 또 주로 디스크의 선기록방향으로의 고밀도화에 크게 기여되고 있다. 이 GMR헤드에 의해 판독되는 데이터를 기록하는 자기미디어에 대해서는 로우노이즈화나 고보자력화 등의 기술이 향상되고 있고, 그리고 HDI(헤드디스크인터페이스)나 메카니컬서보계에서는 헤드의 저부상량에 관한 기술이나 헤드위치결정기술이 향상되고 있고, 디스크반경방향의 기록밀도향상에 크게 공헌하고 있다.
하드디스크드라이브는 CD-ROM, DVD-ROM, FD 등의 선속도가 일정(CLV:Constant Linier Velocity)인 것과 달리, 디스크의 회전수가 일정(CAV:Constant Angular Velocity)가 되는 설계이다. 그 때문에, 어떠한 반경에서나 각속도는 일정하지만, 선속도는 장소에 따라 다르다. 즉, 자기디스크의 내주측보다 외주측으로 갈수록 선속도는 커지는 경향이 있다. 그 때문에, 자기디스크에 기록하는 데이터의 기록주파수가 어떤 반경에서나 일정하다고 하면, 디스크의 외주측은 내주측에 비해 데이터트랙접선방향의 서로 인접하는 데이터간의 최소자화반전간격은 넓어지고 기록밀도는 내려간다. 즉 외주측이 내주측에 비해 기록이 비효율적이다.
이 과제를 적어도 경감하기 위해서, 데이터를 반경방향으로 몇개의 존(예를 들면 16존이나 8존 등)으로 나누고, 각각의 존마다 기록주파수를 전환해서 데이터의 섹터수를 변화시키고, 반경에 의한 최소자화반전간격의 차를 좁힌, 소위 존비트레코딩(ZBR)방식이 채용되고 있다. 이 방식은 정밀도기록(Constant DensityRecording)이라고도 불리는 일이 있다. 이 방식에 의해 선기록방향의 기록밀도를 존에 의해 변경하여 최적화함으로써 장치전체로서의 BPI(Bit Per Inch)방향의 기록효율이 높여지고 있다.
그러나, 현상황의 장치의 전송속도는 변조복조를 행하는 데이터채널이나 시리얼병렬변환을 행하는 하드디스크컨트롤러 등의 반도체칩의 처리속도가 네크로 되어 제약을 받고 있다. 또, 전송률을 낮추기 위해서 자기디스크의 회전수를 떨어트려서 퍼포먼스를 희생으로 하는 방법도 있지만, 이 방법은 적합한 해결방법이라고는 할 수 없고, 시장의 요구에 대해서 그다지 맞지 않는다. 오히려, 업계로서는 전송속도를 높이기 위해서 회전수를 늘리고자 하는 방향이라고 말할 수 있다. 이 때문에 금후의 방향으로서는 선기록방향보다 오히려 반경방향의 기록밀도를 일층 높여 용량을 올리는 것이 전체의 용량을 상승시키는 데에 효율적이며, 또, 필수조건이라고 예상되고 있다.
본 발명은 자기기억매체, 그 트랙피치의 제어방법, 그 매체를 위한 자기기록장치에 관한 것이다. 상세하게는 본 발명은 자기기록재생형 헤드를 구비한 로터리(스윙암)방식의 위치결정기구를 채용하고 있는 고정자기기록장치에 있어서의 트랙피치방향(자기기억매체로서의 자기디스크의 반경방향)의 TPI최적화방법, 그 최적화방법을 적용한 고정자기기록장치, 그 자기디스크에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 고정자기기록장치의 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일반적인 스윙암방식을 채용한 고정자기기록장치의 개략도이다.
도 3은 일반적인 기록재생분리형 헤드의 소자부의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 있어서의 실효트랙폭의 계산에 관한 알고리즘을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 기초한 오프트랙 퍼포먼스에 관한 예를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 기초한 실효트랙폭의 정의를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 기초한 트랙피치최적화의 순서에 관한 알고리즘을 나타낸 도이다.
도 8은 종래기술에 있어서의 BPI/TPI의 비율의 경향을 나타낸 그래프이다.
도 9는 종래기술의 디스크에 있어서의 실효트랙폭을 나타낸 도이다.
본 발명은 원반형상의 자기기억매체에 있어서의 반경방향의 기록밀도의 효율화를 꾀할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위해 본 발명의 자기기억매체는 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 다르도록 배치되어 있는 것이다.
본 발명에 기초한, 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억하는자기기록장치는 상기 기억매체에 데이터를 기록하고 또한 그 데이터를 판독하기 위한 기록재생수단과, 이 기록재생수단을 원하는 트랙에 액세스하기 위한 위치제어수단과, 상기 기록재생수단으로 판독한 신호를 기초로, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 데이터트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 트랙의 폭에 대한 비율을 데이터존의 어떤 반경에서나 일정하게 하는 트랙피치가 되도록 판정하는 최적화수단과, 상기 기억매체상의 트랙피치를 가변으로 하기 위한 복수의 선택가능한 트랙피치데이터를 격납한 수단을 포함하고 있는 것이다.
본 발명의 트랙피치제어방법은 원반형상의 기억매체에 데이터를 기록하고 또한 그 데이터를 판독하기 위한 복수의 헤드에 대응한 복수의 데이터면을 상기 기억매체에 가지며, 각 데이터면상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성된 가기기록장치에 있어서, 상기 헤드로부터 판독한 신호를 기초로, 각각의 데이터면마다 독립해서, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 데이터트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 트랙의 폭에 대한 비율이 데이터존의 어떤 반경에서나 일정하게 되도록 트랙피치를 제어하는 것이다.
또한, 본 발명의 자기기억매체는 존비트레코딩방식을 채용하고, 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 각 존에 따라 다르도록 배치되어 있는 것이다.
따라서 본 발명에 의하면, 원반형상의 자기기억매체의 반경방향에 대해서, 가드밴드를 효율좋게 설정할 수 있고, 드라이브의 데이터기록밀도를 높일 수 있다.이 때문에, 각각의 부품이 같아도 종래의 장치보다 트랙수를 많이 확보할 수 있으므로, 종래의 출하테스트에서는 사양을 만족하는 트랙수를 확보할 수 없는 NG품도 줄일 수 있고, 제품의 수율향상도 기대할 수 있다.
특히 상기 트랙피치제어방법에 의하면, 헤드가 복수인 장치 즉 데이터면이 복수인 장치에 있어서도, 각각의 데이터면마다 디스크의 반경방향을 따라 각각의 장소에서 데이터의 폭에 대한 인접한 트랙간의 가드밴드의 폭을 효율좋게 배치할 수 있다.
또, 특히 상기 존비트레코딩방식의 자기기억매체에 의하면, 디스크의 반경방향을 따른 각각의 존에서, 데이터의 폭에 대한 인접한 트랙간의 가드밴드의 폭을 효율좋게 배치할 수 있다.
본 발명의 자기기억매체는 복수의 헤드에 대응한 복수의 데이터면을 원반형상의 기억매체에 가지며, 각 데이터면상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 각각의 데이터면마다 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 독립적으로 다르도록 배치되어 있는 구성으로 한 것이다. 이것에 의하면, 헤드가 복수인 장치 즉 데이터면이 복수인 장치에 있어서도, 각각의 데이터면마다 반경방향의 위치에 따라 트랙피치를 최적의 값으로 설정할 수 있다.
또 본 발명의 자기기억매체는 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의 상기 트랙의 폭에 대한 비율이 상기 기억매체의 반경방향을따른 데이터존의 어떤 위치에서나 일정하게 되도록, 상기 트랙을 배치한 것이다. 의것에 의하면, 디스크반경방향을 따른 어떤 데이터영역에 있어서나 데이터폭에 대한 가드밴드의 폭의 비율을 최적의 값으로 할 수 있는 자기기억매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 트랙피치제어방법은 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억하는 자기기록장치에 있어서, 상기 기억매체에 데이터를 기록하고 또한 그 데이터를 판독하기 위한 기록재생수단으로 판독한 신호를 기초로, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 데이터트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 트랙폭에 대한 비율이 데이터존의 어떤 반경에 있어서나 일정하게 되도록, 트랙피치를 제어하는 것이다. 이렇게 하면, 디스크반경방향을 따른 각각의 장소에서 가드밴드를 효율좋게 배치할 수 있고, 따라서 기록밀도의 효율화를 꾀할 수 있다.
본 발명의 자기기록장치는 원반형상의 기억매체에 데이터를 기록하고 또한 그 데이터를 판독하기 위한 복수의 헤드에 대응한 복수의 데이터면을 상기 기억매체에 가지며, 각 데이터면상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 헤드를 원하는 트랙에 액세스하기 위한 위치제어수단과, 상기 헤드로부터 판독한 신호를 기초로 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 각각의 데이터면마다 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 독립적으로 최적이 되도록 판정하는 최적화수단과, 상기 기억매체의 데이터면상의 트랙피치를 가변으로 하기 위한 복수의 선택가능한 트랙피치데이터를 격납한 수단을 포함하고 있도록 한 것이다. 이것에 의해, 헤드가 복수인 장치 즉 데이터면이 복수인 장치에 있어서도, 각각의 데이터면마다 디스크의 반경방향을 따라 각각의 장소에서 데이터의 폭에 대한 인접한 트랙간의 가드밴드의 폭을 효율좋게 배치할 수 있고, 기록밀도의 효율화를 꾀할 수 있다.
본 발명의 자기기억매체는 원반형상으로 형성되며, 복수의 헤드에 의해 각각 데이터가 기록되고 또한 그 데이터가 판독되는 복수의 데이터면을 가지며, 각 데이터면상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 헤드는 위치제어수단에 의해 원하는 트랙에 액세스할 수 있도록 구성되며, 상기 자기기억매체는 상기 헤드로부터 판독한 신호를 기초로, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 각각의 데이터면마다 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 독립해서 최적이 되도록 판정하는 최적화프로그램이 기록되어 있도록 한 것이다. 이것에 의해, 헤드가 복수인 장치 즉 데이터면이 복수인 장치에 있어서도, 각각의 데이터면마다 디스크의 반경방향을 따라 각각의 장소에서 데이터의 폭에 대한 인접한 트랙간의 가드밴드의 폭을 효율좋게 배치할 수 있으며, 기록밀도의 효율화를 꾀할 수 있다.
본 발명의 존비트레코딩방식의 자기기억매체는 원반형상의 기억매체상에 있어서의, 복수의 헤드에 대응한 복수의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 각각의 헤드에 대응하고 있는 데이터면마다 각 존에 따라 독립적으로 다르도록 배치되어 있는 것이다. 이것에 의해, 헤드가 복수인 장치 즉 데이터면이 복수인 장치에 있어서도, 각각의 데이터면마다 각 존에 의해 트랙피치를 최적의 값으로 설정할 수 있다.
또한 본 발명의 존비트레코딩방식의 자기기억매체는 원반형상의 기억매체상에 있어서의, 복수의 헤드에 대응한 복수의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 상기 트랙의 폭에 대한 비율이 각각의 존의 내주측 또는 외주측에서 일정하게 되도록, 상기 트랙이 배치되어 있도록 한 것이다. 이것에 의해, 어떠한 존에 있어서나 디스크반경방향을 따른 데이터의 폭에 대한 인접한 트랙간의 가드밴드의 폭의 비율이 최적의 값이 되는 자기디스크를 제공할 수 있다.
본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명하기 전에, 먼저, 본 발명에 대한 종래기술을 상세하게 설명한다.
도 8은 자기기록장치의 종래기종에 대한 BPI(Bit Per Inch), TPI(Track Per Inch)의 추이를 나타낸다. 이 그래프에서는 횡축이 시간이고, 종축이 BPI/TPI의 비이다. 종래부터 계속되는 트렌드를 따르면, BPI, TPI비(BPI/TPI)는 10부터 30사이에 분포하고 있어 중심은 대략 20전후에 있다. 금후는 전체의 경향으로서 고TPI의 방향이 주류가 된다라고 생각된다. 이것은 환언하면 BPI/TPI의 비가 작아지고 있다라는 것이며, 비율적으로 10이하의 제품이 속출할 것이다. 이것은 BPI방향보다 오히려 TPI방향의 기록밀도의 신도가 커지는 경향이 있는 것을 의미한다. 이 트렌드를 유지하기 위해서는 자기헤드, 슬라이더, 기억매체, 기록부호, 서보나 위치결정기술에 있어서, 더 나은 진전이 불가결로 되고 있다. 그러나 종래의 장치에 있어서는 BPI방향으로의 최적화는 자세하게 행해지고는 있지만, TPI방향에 대해서는 최적의 설계가 불가능하다.
종래의 자기디스크장치의 위치결정기구는 로터리(스윙암)방식이 대부분이다. 이 방식은 소형기로 사용되는 경우가 많다. 이 방식은 회전축을 중심으로 원호상으로 헤드어셈블리를 운동시키는 방식이다. 이 방식에서는 헤드어셈블리전체의 질량을 작게 설계할 수 있고, 이 때문에 저파워이며, 게다가 구조가 간단하게 되므로 장치의 소형화가 가능하게 된다. 헤드어셈블리는 회전축을 중심으로 해서 밸런스를유지하는 구조를 채용하는 것이 가능하게 되며, 외부로부터의 충격 등에 대한 영향을 적게 할 수 있다. 그러나, 헤드가 원호운동하기 때문에, 스큐각(트랙에 대한 헤드갭의 경사각)의 문제가 있으며, 스큐각에는 스트로크길이와 회전암길이가 제약조건이 된다.
이상의 구조에 의해 헤드는 스큐각을 가지게 되므로, 도 9에 나타내듯이, 디스크의 반경방향을 따른 데이터존의 각각의 장소에서의 실효트랙폭(ETW)이 다르다. 그리고 종래의 장치에서는 트랙피치(TP)가 모두 일정하게 되도록 하고 있으므로, 인접하는 트랙(T,T)에 의한 크로스토크를 방지하기 위해 이들 트랙(T,T)끼리의 사이에 형성되는 공간인 가드밴드(GB)의 폭은 실효트랙폭(ETW)이 변함으로써 증감하게 된다.
또, 제조공정상에 있어서의 소자의 불균일이나, 서스펜션과 슬라이더의 부착상태 등에 따라, 각각의 헤드마다 실효트랙폭(ETW)이 다르다. 동일한 장치에서도 복수의 헤드를 갖는 경우에는 가령 같은 반경이어도 각각의 헤드로 실효트랙폭(ETW)은 다르다.
또, HDD의 트렌드로서 장치의 소형화가 있다. 노트형 퍼스널컴퓨터나 PDA(Personal Digital Assistnat:휴대정보단말의 일종) 등의 휴대형 퍼스널컴퓨터는 데스크탑형 퍼스널컴퓨터에 대한 비율이 증대하고 있다. 미국에서도 이 경향은 계속되며, 앞으로 그것에 따라 내장하는 소형 HDD의 수요가 더욱 증가한다라고 생각된다.
소형디스크의 경우에는 일반적으로 회전암길이에 대한 스트로크길이의 비율이 커지며, 데이터영역에 있어서의 최내주와 최외주의 스큐각의 진동폭이 크다. 이 때문에 실효트랙폭의 변동으로의 영향도 커지게 된다. 금후, 고밀도화가 더욱 진행되면, 이들 영향이 더욱 확대되며, 무시할 수 없을 정도로 될 것이다.
제품출하시의 데이터스트로크시험에 있어서, 타겟으로 하는 용량에 맞는 정도의 트랙을 확보할 수 없으면, 우량품으로서 판정되지 않는다. 현상황에서는 불량율을 낮추기 위해서, 확보하지 않으면 안되는 트랙수를 큰 마진으로 정하고 있다. 즉 어느 정도 용량을 희생으로 하고 있다.
그래서 본 발명은 이러한 과제를 해결해서 자기기억매체에 있어서의 반경방향의 기록밀도의 효율화를 꾀할 수 있도록 하는 것이다. 이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예의 고정자기기록장치는 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억하는 자기기록장치에 있어서, 상기 기억매체에 데이터를 기록하고, 그 데이터를 판독하기 위한 헤드와, 이 헤드를 원하는 트랙에 액세스시키기 위한 위치제어수단과, 상기 헤드로부터 판독한 신호를 기초로 최적의 트랙피치로 되도록 판정하는 최적화수단과, 상기 기억매체상의 트랙의 간격을 가변으로 하기 위한 복수의 선택가능한 트랙피치데이터를 포함한다. 도 1은 그 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 있어서, 1은 복수의 헤드구조물, 2는 자기디스크, 3은 전치증폭기이다. 각각의 헤드구조부(1)는 GMR헤드를 가지고 있고, 각각의 헤드가 독립적으로 전치증폭기(3)에 통하는 선에 접속되어 있다. 전치증폭기(3)는 MR(GMR)소자에 흐르는바이어스전류를 설정할 수 있고, 헤드로부터의 재생신호를 증폭한다. 이 증폭되는 비율(게인)은 통상 150∼200배 정도이다. 예를 들면, 헤드구조물(1)에서의 진폭레벨이 500㎶인 것으로 한다. 전치증폭기(3)의 게인이 180인 경우의 출력은 이하와 같이 된다.
500㎶×180=90mV
전치증폭기(3)의 출력은 장치데이터채널(4)에 접속되어 있다. 데이터채널(4)은 전치증폭기(3)로부터의 아나로그신호를 디지털처리하기 쉽도록 정형한다. 데이터채널(4)은 AGC(Auto Gain Control), LPF(Low Pass Filter), AD(Analog to Digital)변환기, PR(Partial Response) 등화, 비터비복합기, 기록복합기 등의 블록이 포함된 집적회로이다.
AGC는 헤드출력을 수백배로 증폭한 전치증폭기(3)로부터의 차동신호를 판독하고, 이 신호를 일정한 진폭레벨(예를 들면 500mVpp)로 조정한다. 도 1과 같이 복수의 헤드가 있는 경우에, 각 헤드의 능력이나 자기디스크의 성능 등에 의해, 전치증폭기(3)로부터의 차동신호는 각각 다르다. 이 차동신호는 예를 들면 어떤 헤드에서는 140mV이어도 다른 헤드에서는 160mV이다. 후단의 블록에서의 처리를 원활하게 행하기 위해, AGC블록에 있어서 이들 값을 일률적인 전위차(예를 들면 500mVpp)로 조정한다.
LPF는 데이터의 기록재생신호로서 사용하지 않는 높은 주파수의 성분을 제거하고, SN비를 높인다. 통상은 실제로 사용하는 재생신호 주파수의 2.5배이상의 컷오프주파수를 채용한다.
AD변환기는 LPF로부터의 차동아나로그신호를 2치화하고, 0 또는 1의 디지털신호로 변환한다.
PR등화는 파형간섭의 원인인 고역감쇠특성을 보정한다.
비타비복합기는 데이터간의 상관을 이용해서 검출시의 미스를 정정한다.
기록복합기는 기록신호에 적합한 부호로 변호나해서 기입되어 있는 데이터를 원래의 데이터로 변환한다.
어드레스된 복수의 헤드는 각각의 스위치에 의해 바이어스전류원에 접속된다. 어떤 헤드를 선택할지의 셀렉터스위치의 기능은 반도체장치를 사용한 스위치회로에 의해 실현할 수 있다. 트랙폭 최적화부(5)에는 전치증폭기(3)의 신호로부터 실효트랙폭을 연산하는 회로와, 가드밴드를 최적화하는 회로가 있다. 그 내부회로는 일반적인 논리회로학에 기초한 논리회로로 구성된다. 그 판정기는 데이터채널 등의 집적회로내에 집적화되어 있어도, 또는 외부에서 독립해서 존재하고 있어도 상관없다. 또는 이들 처리를 하드웨어가 아니라 소프트웨어로 실현하는 방법도 있다. 그 경우에는 그 프로그램을 버퍼(9)나 자기디스크(2)의 시스템실린더영역에 기억시켜 두고, 필요에 따라 호출하도록 한다.
헤드를 위한 액추에이터의 구동은 VCM(보이스코일모터)(6)로 행해진다. 이 VCM(6)에 의해 헤드구조물(1)을 자기디스크(2)의 반경방향의 원하는 위치에 구동시킬 수 있다.
제어는 디스크구동장치의 마이크로프로세서(7) 및 하드디스크컨트롤러(8)에 의해 행해지며, 그 하드디스크컨트롤러(8)는 타겟이 되는 반경에서의 트랙피치의적정값을 버퍼(9)로부터 받는다. 그리고 하드디스크컨트롤러(8)는 트랙피치가 적정값이 되도록 명령하고, 명령된 최적값에 응답해서 트랙피치를 지정한다.
버퍼(9)에는 공장출하시 등에 있어서 최적화하여 산출한 MR(GMR)헤드의 각 반경에서의 최적의 트랙피치를 미리 격납하고 있다.
하드디스크컨트롤러(8)는 자기디스크(2)에 액세스하는 지시를 마이크로프로세서(7)로부터 받으면, 고속회전(예를 들면 7,200rpm)하는 자기디스크(2)의 원하는 위치에 액세스하도록 GMR헤드를 갖는 헤드구조부(1)를 제어한다.
인터페이스(10)는 자기디스크장치와 퍼스널컴퓨터 등의 다른 기기와의 접속시에 서로 데이터의 교환을 행한다. 이것에는 ATAPI,SCSI,1394 등이 있다.
도 2에는 일반적인 스윙암방식을 채용하고 있는 하드디스크의 기구부의 구성의 개략을 나타낸다. 헤드구조물(1)은 액추에이터센터(11)를 지점으로 해서 회전운동을 하면서 자기디스크(2)상을 액세스한다. 이것을 위해 자기디스크(2)상의 데이터트랙의 접선방향과, 헤드갭(12)과 헤드구조물(1)을 연결하는 직선 사이에는 스큐각(YAW각)(13)이 존재한다. 스큐각(13)은 액세스하는 트랙에 따라 각각 고유의 값을 갖는다. 예를 들면 도 2의 α와 β에서는 다른 스큐각으로 되어 있다.
도 3에 GMR헤드의 갭부분을 나타낸다. 이 갭부분에 있어서는 인덕티브헤드와 달리, 데이터를 읽기 위한 GMR센서부(14)와, 데이터를 기입하기 위한 라이트헤드(15)가 서로 독립하고 있다. GMR센서부(14) 및 라이트헤드(15)의 길이방향의 트랙폭과 자기디스크(2)의 접선에는 스큐각이 있기 때문에, 실제로 읽고 쓰는 실효트랙폭은 스큐각에 의해 변동한다. 일반적으로는 스큐각이 클 수록, 실제의 자기헤드의 광학적 트랙폭(메카니컬한 트랙폭)에 대해서 실효트랙폭(자기적인 트랙폭)은 작아진다.
도 4에 실효트랙폭(ETW)의 측정알고리즘의 예를 나타낸다. 스텝4-1에서 처리가 개시되면, 먼저 스텝4-2에 있어서 VCM(6)을 구동해서 자기헤드를 측정하는 위치로 크게 시크한다. 그리고 스텝4-3에 있어서 측정하는 영역주변의 장소를 DC이레이즈하고, 이미 기입되어 있는 신호가 금회의 계측에 영향을 미치지 않도록 초기화한다. 통상은 기입헤드의 메카니컬한 트랙폭의 5배정도의 크기의 영역을 이레이즈하면 충분하다. 예를 들면 헤드의 트랙폭이 0.7㎛이면 0.7×5=3.5㎛의 크기의 영역을 DC이레이즈하면 좋다. 다음에, 스텝4-4에서, 측정하는 장소에 미세하게 시크(마이크로시크)한다. 그 다음에, 스텝4-5에 있어서, 현재온트랙되어 있는 위치에서 측정데이터를 기입한다. 통상은 실제로 그 반경위치에서 사용하는 데이터주파수중에서 낮은 주파수(LF)를 사용해서 기입한다. 같은 반경에 있어서도 기록하고 싶은 데이터에 의해 어떤 때는 예를 들면 10000001과 같이 0이 1과 1사이에 6개 있을 때가 있으며, 또 10001과 같이 3개 있는 경우가 생긴다. 시험의 주파수로서는 1과 1사이의 간격이 넓은(1사이에 0이 많다)LF를 채용한다. 또 이 기입범위는 반드시 트랙전체둘레일 필요는 없다. 예를 들면 인덱스로부터 LF의 50주기분을 측정하도록 설정할 수 있다. 그리고, 스텝4-6에 있어서, 지금 기입한 위치를 센터기준으로 해서 내주에 마이크로시크한다. 이 값은 메카니컬한 트랙폭이 예를 들면 0.7㎛이면 1.5㎛만큼 내주측으로 마이크로시크하도록 행한다. 또 금회는 먼저 내주측에 시크하도록 설명되어 있지만 외주측으로부터 시크해도 상관없다. 계속해서, 스텝4-7에서, 그마이크로시크한 장소에서 미리 센터위치에서 LF로 기입한 시험신호의 TAA(Track Average Amplitude)를 측정한다. 이 데이터를 버퍼 등의 메모리에 격납해 둔다. 다음에, 스텝4-8에서, 외주측에 마이크로스텝한다.
그 마이크로스텝량은 실효트랙폭을 측정할 때의 분해능이므로 작으면 작을 수록 측정정밀도는 향상한다. 그러나 작게 할 수록 반대로 측정에 시간을 필요로 하므로, 적당한 값을 설정할 필요가 있다. 예를 들면 메카니컬한 트랙폭이 0.7㎛이면, 마이크로스텝은 0.05㎛정도로 하면 충분하다.
그리고, 다시 그 장소에서 TAA를 계측한다. 이 데이터를 또 버퍼 등의 메모리에 격납해 둔다. 다음에 외주측에 전회와 같은 양만큼 마이크로스텝한다. 이 조작을 반복한다. 그리고 스텝4-9에서 마이크로시크의 한계에 도달하면 일련의 TAA측정의 동작을 종료한다.
도 5에 TAA의 측정결과예를 나타낸다. 도 5의 (a),(b),(c)의 3개의 그래프로, (a),(b),(c)의 순번으로 디스크의 내주, 중주, 외주에서의 결과를 나타낸다. 그래프의 횡축은 마이크로스텝량이며, 종축은 각각의 위치에서 측정한 TAA의 갑이다. 샘플(A,B,C,D,E,F)는 각각 6개의 헤드이며, 이러한 6개의 헤드에 대한 데이터가 동일한 그래프에 플롯되어 있다. 각각의 헤드에 있어서, TPI방향의 위치를 바꿨을 때의 TAA의 특성이 다르다. 이 때문에 각각의 헤드에서 실효트랙폭(ETW)이 다르고, 또 최적 가드밴드나 트랙피치도 다름을 알 수 있다.
이렇게 해서, 버퍼 등의 메모리에 격납되어 있는, 각 포인트의 마이크로시크와 TAA와의 관계의 데이터를 기초로, 도 4의 스텝4-10에서 실효트랙폭(ETW)을 계산한다. 스텝4-11에서 처리를 종료한다.
도 6은 TPI방향으로 헤드가 어긋났을 때에 재생출력이 어떻게 변화하는가를 나타낸 것이다. 횡축이 TPI방향의 변위, 종축이 LF주파수에서의 재생출력이다. 가장 재생출력(E)이 클 때 EP에 대해서, 재생출력(E)이 50%가 되는 외주방향의 포인트와 내주방향의 포인트사이의 거리를 실효트랙폭으로 정의한다. 이 실효트랙폭에 대해서 설계상 바람직한 트랙폭이 되도록 적정화를 행한다.
이 정적화를 서보라이트시 등의 공장출하시에 복수헤드를 갖는 장치에 있어서는, 각 헤드, 각 트랙마다 행한다. 또는 존비트레코딩(ZBR)을 채용하고 있는 자기디스크장치에 있어서는 트랙마다 적성화를 행하는 대신에 존마다 행하는 방법도 있다.
도 7에 최적의 트랙피치를 설정하기 위한 흐름을 나타낸다. 스텝7-1에서 처리가 개시되면, 먼저 스텝7-2에서 초기값을 설정한다. 실효트랙폭(ETW)의 초기값(ETW0)은 자기적이 아니고 메카니컬(광학적)하게 측정한 트랙폭을 설정한다. 가드밴드(GB)의 값(GB0)은 디폴트로서 0.1∼0.2의 값을 설정한다. 트랙피치(TP)의 값은 설계시에서의 타겟값을 선택한다. 다음에 스텝7-3에서, 측정하는 위치에 헤드를 시크한다. 헤드를 원하는 위치에 액세스시키면, 스텝7-4에서, 도 4에서 설명한 바와 같이 해서 실효트랙폭(ETW)을 계산한다. 그리고, 그 값에 기초하여, 스텝7-5에서, 최적의 트랙피치(TP)를 계산한다.
최적의 트랙피치(TP)는 예를 들면,
TP=ETW×(GB+1)
의 식으로 부여된다. ETW가 가령 0.7㎛, GB=0.12㎛일 때에는 TP=1.784㎛이며, 이 때에는 디스크반경방향을 따른 TPI는 32,398이라는 결과가 된다. 그리고, 스텝7-6에서 각 포인트에서의 TP의 결과를 격납하여, 스텝7-7에서 처리를 종료한다. 측정하는 장소나 각 헤드마다 각각 이 처리를 반복한다.
여기에서 각 반경에 응답하는 트랙피치의 설정값의 일례를 나타내면 하기의 대응표와 같이 된다.
반경(mm) ETW(㎛) GB(㎛) TP(㎛) TPI
11.2 0.677 0.12 0.758 33,489
10.2 0.684 0.12 0.766 33,179
9.3 0.689 0.12 0.772 32,914
8.4 0.694 0.12 0.777 32,697
7.4 0.697 0.12 0.781 32,531
6.5 0.699 0.12 0.783 32,425
계측 및 연산에 의해 구해진 이 표를 버퍼 또는 자기디스크의 시스템실린더 등의 기억소자에 기입해 둔다. 단 이들 데이터는 자기기록장치의 전원을 절단해도 보존할 수 있는 기억수단에 기입해 둔다. 그리고, 이 정보에 기초하여 데이터트랙을 기입하여 포맷을 행하도록 한다. 이렇게 하면, 트랙피치가 모두 같다라는 종래의 수단에 비해 많은 데이터트랙을 확보할 수 있다.
이후, 데이터를 읽거나 쓸 때에는 헤드를 지정하고, 트랙수와 상기 TP를 관련지어 액세스하면 된다.

Claims (11)

  1. 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 다르도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기억매체.
  2. 복수의 헤드에 대응한 복수의 데이터면을 원반형상의 기억매체에 가지며, 각 데이터면상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 각각의 데이터면마다 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 독립적으로 다르도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기억매체.
  3. 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 상기 트랙의 폭에 대한 비율이 상기 기억매체의 반경방향을 따른 데이터존의 어떤 위치에서나 일정하게 되도록 상기 트랙이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기억매체.
  4. 자기기억매체의 트랙피치의 제어방법으로서,
    원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억하는 자기기록장치에 있어서,
    상기 기억매체에 데이터를 기록하고 또한 그 데이터를 판독하기 위한 기록재생수단으로 판독한 신호를 기초로, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 데이터트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 트랙의 폭에 대한 비율이 데이터존의 어떤 반경에 있어서나 일정하게 되도록 트랙피치를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  5. 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억하는 자기기록장치로서,
    상기 기억매체에 데이터를 기록하고 또한 그 데이터를 판독하기 위한 기록재생수단;
    이 기록재생수단을 원하는 트랙에 액세스하기 위한 위치제어수단;
    상기 기록재생수단으로 판독한 신호를 기초로, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 데이터트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 트랙의 폭에 대한 비율을 데이터존의 어떤 반경에 있어서나 일정하게 하는 트랙피치가 되도록 판정하는 최적화수단; 및
    상기 기억매체상의 트랙피치를 가변으로 하기 위한 복수의 선택가능한 트랙피치데이터를 격납한 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  6. 자기기억매체의 트랙피치의 제어방법으로서,
    원반형상의 기억매체에 데이터를 기록하고 또한 그 데이터를 판독하기 위한 복수의 헤드에 대응한 복수의 데이터면을 상기 기억매체에 가지며, 각 데이터면상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성된 자기기록장치에 있어서,
    상기 헤드로부터 판독한 신호를 기초로, 각각의 데이터면마다 독립해서 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 데이터트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 트랙의 폭에 대한 비율이 데이터존의 어떤 반경에 있어서나 일정하도록 트랙피치를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  7. 원반형상의 기억매체에 데이터를 기록하고 또한 그 데이터를 판독하기 위한 복수의 헤드에 대응한 복수의 데이터면을 상기 기억매체에 갖는 것과 아울러, 각 데이터면상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며,
    상기 헤드를 원하는 트랙에 액세스하기 위한 위치제어수단;
    상기 헤드로부터 판독한 신호를 기초로, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가, 각각의 데이터면마다 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 독립적으로 최적이 되도록 판정하는 최적화수단; 및
    상기 기억매체의 데이터면상의 트랙피치를 가변으로 하기 위한 복수의 선택가능한 트랙피치데이터를 격납한 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
  8. 원반형상으로 형성되며,
    복수의 헤드에 의해 각각 데이터가 기록되고 또한 그 데이터가 판독되는 복수의 데이터면을 가지며,
    각 데이터면상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며,
    상기 헤드는 위치제어수단에 의해 원하는 트랙에 액세스할 수 있도록 구성되며,
    상기 자기기억매체는 상기 헤드로부터 판독한 신호를 기초로, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가, 각각의 데이터면마다 상기 기억매체의 반경방향의 위치에 따라 독립적으로 최적이 되도록 판정하는 최적화 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기억매체.
  9. 존비트레코딩방식이 채용되며, 원반형상의 기억매체상의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 각 존에 따라 다르도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기억매체.
  10. 존비트레코딩방식이 채용되며, 기억매체상에 있어서의, 복수의 헤드에 대응한 복수의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙간의 거리가 각각의 헤드에 대응하고 있는 데이터면마다 각 존에 따라 독립적으로 다르도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기억매체.
  11. 존비트레코딩방식이 채용되며, 원반형상의 기억매체상에 있어서의, 복수의 헤드에 대응한 복수의 트랙을 따라 데이터를 기억할 수 있도록 구성되며, 상기 기억매체의 반경방향에 인접하는 트랙을 분리하는 가드밴드의 폭의, 상기 트랙의 폭에 대한 비율이 각각의 존의 내주측 또는 외주측에서 일정하게 되도록 상기 트랙이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기억매체.
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