KR20030020713A - 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한회복 방법 및 장치 - Google Patents

데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한회복 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이터 저장 시스템의 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 제조 공정 및 사용자 조건에서 품질 문제가 발생되는 경우에 서멀 아스펠리티 검출에 의하여 헤드의 불안정성을 판단하여, 헤드의 불안정성으로 야기되는 품질 문제로 판단되면 자동으로 헤드에 바이어스 충격 전류를 인가하여 헤드의 안정성을 회복시키기 위한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 데이터 저장 시스템의 제조 공정 또는 사용자 필드에서의 데이터 처리 과정에서 BER 불량 또는 ECC 에러가 발생되는 경우에 서멀 아스펠리티 검출(TAD; Thermal Asperity Detection) 루틴을 동작시켜, 품질 문제가 헤드의 불안정성을 원인으로 발생된 것인지를 판단하고, 헤드의 불안정성으로 판단된 경우에 자동으로 바이어스 충격(Bias Shock)을 헤드에 인가하여 헤드의 불안정성을 회복시키도록 제어함으로써, 제조 공정 및 사용자 조건에서 품질 문제 발생 시에 헤드의 불안정 여부를 정확히 판단하여 헤드를 자동으로 회복시켜 공정 품질 및 시장 품질을 개선시키는 효과가 발생된다.

Description

데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법 및 장치{Method and apparatus for performing a recovery routine by instability head detection in a data storage system}
본 발명은 데이터 저장 시스템의 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 제조 공정 및 사용자 조건에서 품질 문제가 발생되는 경우에 서멀 아스펠리티 검출에 의하여 헤드의 불안정성을 판단하여, 헤드의 불안정성으로 야기되는 품질 문제로 판단되면 자동으로 헤드에 바이어스 충격 전류를 인가하여 헤드의 안정성을 회복시키기 위한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법 및 장치에 관한 것이다.
기존의 인덕티브 헤드(inductive head)는 헤드 코어(head core)에 코일을 감아 디스크의 자속 변화량을 헤드 코일의 전압 변화량으로 변환하는 방법을 채택하고 있다. 인덕티브 헤드에서는 데이터의 신호 주파수가 높아지면 데이터 신호의 안정성을 위해 헤드 코일의 인덕턴스 값을 낮추어야만 한다. 이것은 헤드의 유기 전압을 떨어뜨리게 되어 결국 신호 검출을 불안정하게 만든다.
이러한 기존의 인덕티브 헤드의 문제점을 보완하여 개발된 것이 자기 저항 헤드(Magneto-Resistive Head ; 이하 MR 헤드라 칭함)로서, MR 헤드는 자속의 변화를 쉽게 감지하는 MR 센서를 적용함으로써 높은 주파수의 데이터 신호에 적응하도록 한 것이다. MR 헤드는 기존의 인덕티브 헤드에서 헤드 코일에 의해 자속의 변화를 유기 전압의 변화로 전환했던 것과는 달리 데이터 읽기를 할 때는 MR 센서에 의해 자속의 변화를 저항값의 변화로 검출하고, 쓰기를 할 때는 기존의 인덕티브 헤드 구조를 적용해 단위 면적당 기록 밀도 및 S/N비를 향상시켰다.
그런데, 이러한 MR 헤드는 기존의 인덕티브 헤드에서는 발생되지 않았던 MR 센서의 불안정성(instability)이라는 문제를 발생시키는 단점이 있었다.
여기서, MR 헤드의 불안정성이라 함은 MR 센서의 불안정 도메인(Unstable Domain)에 의하여 발생되는 현상으로서, 그 원인으로는 수많은 것들이 있으나, Soft ESD(Electro Static Discharge)에 의한 손상, MR 센서 양단의 부적절한 하드바이어스(Hard Bias) 작용 등이 주요 원인이 된다.
MR 센서의 면적당 감도(Sensitivity)를 증가시키기 위하여 용량을 증가시키면, TPI(Track Per Inch)가 증가됨에 따라 MR 센서의 폭의 감소는 이러한 헤드의 불안정성을 더욱 악화시키게 한다.
이러한 MR 헤드의 불안정성은 하드 디스크 드라이브에서의 신호의 베이스 라인 팝핑 노이즈(Baseline Popping Noise), 진폭 스파이크(Amplitude Spike) 및 진폭 비대칭(Amplitude Asymmetry) 현상 등을 야기시킨다. 이는 데이터 재생 시에 BER(Bit per Error Rate) BAD 상태 또는 ECC 에러를 발생시키게 된다.
더욱이 이러한 MR 헤드의 불안정성은 정상 상태에서 어느 시점에서든지 발생될 수 있기 때문에 1차적으로 공정 불량률을 증가시키며, 2차적으로는 시장 품질에 막대한 영향을 미치는 문제점이 있었다.
이러한 MR 헤드의 회복 기술과 관련있는 문헌으로는 미국특허 5,650,887 및 한국공개특허 1999-072284 등이 있다.
위의 미국특허 5,650,887에는 Servo AGC(Automatic Gain Control)를 측정하여 20% 미만일 경우에만 헤드에 리세트 전류를 인가하는 기술이 개시되어 있으며, 한국공개특허 1999-072284에는 Servo 신호의 검출 가능 여부로 헤드의 성능을 판단하여 헤드에 역방향으로 리세트 전류를 인가하는 기술이 개시되어 있다.
그런데, MR 헤드의 불안정성의 결과로 발생되는 데이터 에러 발생 및 비트 에러율이 허용 규격값을 초과하는 품질 문제를 발생시키는데, 이러한 품질 문제가 발생되는 경우에 종래의 기술에는 MR 헤드의 불안정성의 원인에 의하여 직접적으로발생되는 베이스 라인 팝핑 노이즈(Baseline Popping Noise)의 판단에 의한 헤드의 불안정성 판단을 실행되는 기술이 개발되지 않아서, 제공 공정 및 사용자 필드 조건의 데이터 처리 과정에서 품질 문제가 발생되는 경우에 정확하게 MR 헤드의 불안정성으로 야기되는 품질 문제인지를 정확하게 판단할 수 없어서 헤드의 불안정성을 제대로 회복시킬 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제조 공정 또는 사용자 필드에서의 데이터 처리 과정에서 BER 불량 또는 ECC 에러가 발생되는 경우에 베이스 라인 팝핑 노이즈를 판단하기 위하여 서멀 아스펠리티 검출(TAD; Thermal Asperity Detection) 루틴을 동작시켜, 품질 문제가 헤드의 불안정성을 원인으로 발생된 것인지를 판단하고, 헤드의 불안정성으로 판단된 경우에 자동으로 바이어스 충격(Bias Shock)을 헤드에 인가하여 헤드의 불안정성을 회복시키기 위한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 회복 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 구성의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법의 흐름도이다.
도 5는 서멀 아스펠리티가 검출되는 경우의 재생신호의 파형도이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법은 데이터 저장 시스템의 헤드의 불안정성 검출 및 회복 방법에 있어서, (a) 비트 에러율 검사를 실행하여, 검사 규격을 초과하는지를 판단하는 단계, (b) 상기 단계(a)의 판단 결과 상기 비트 에러율이 검사 규격을 초과하는 경우에, 소정의 구간에서 서멀 아스펠리티를 검출하고, 검출되는 서멀 아스펠리티의 회수를 카운팅하는 단계, (c) 상기 카운팅된 서멀 아스펠리티 검출값이 허용 임계값을 초과하는지를 판단하는 단계 및 (d) 상기 카운팅된 서멀 아스펠리티 검출값이 허용 임계값을 초과하는 경우에, 헤드의 불안정성 회복 프로세스를 실행하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제2실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법은 데이터 저장 시스템의 헤드의 불안정성 검출 및 회복 방법에 있어서, (a) 데이터 재생 중에 에러 발생에 의한 소정 회수의 리트라이 루틴이 온 되는지를 판단하는 단계, (b) 상기 단계(a) 판단 결과 리트라이 루틴이 온 되는 경우에, 에러가 발생된 리트라이 목표 섹터까지 추종하면서 서멀 아스펠리티를 검출하고, 검출된 아스펠리티의 회수를 카운팅하는 단계, (c) 상기 카운팅된 서멀 아스펠리티 검출값이 허용 임계값을 초과하는지를 판단하는 단계 및 (d) 상기 카운팅된 서멀 아스펠리티 검출값이 허용 임계값을 초과하는 경우에, 헤드의 불안정성 회복 프로세스를 실행시키고, 그렇지 않은 경우에는 리트라이 프로세스에 의하여 데이터 처리를 실행시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 장치는 데이터 저장 시스템의 헤드의 불안정성 검출 및 회복 장치에 있어서, 디스크에 기록된 자속에 응답하여 저항이 변화되는 MR 헤드, 읽기 모드에서 상기 MR 헤드에서 검출된 신호를 기록 전의 데이터로 재생시키고, 쓰기 모드에서 기록할 데이터에 상응하는 기록 전류를 생성시키기위한 신호 처리부, 상기 신호 처리부에서 재생되는 데이터를 이용하여 데이터의 오류 발생과 관련된 소정의 성능 검사를 실행하여, 성능 검사 결과 소정의 규격 범위를 초과하는 경우에 서멀 아스펠리티 검출 제어신호를 생성시키고, 상기 서멀 아스펠리티 검출 결과 허용 임계값을 초과하는 경우에 전류 쇼크 제어신호를 생성시키기 위한 시스템 제어부, 상기 서멀 아스펠리티 검출 제어신호가 인가되는 경우에, 소정의 구간에서 베이스 라인 팝핑 노이즈에 의한 서멀 아스펠리티의 검출 회수를 카운팅하여 상기 제어부를 출력시키기 위한 서멀 아스펠리티 검출부 및 상기 전류 쇼크 제어신호가 인가되는 경우에, 상기 MR 헤드에 리세트 전류 펄스를 인가하기 위한 헤드 공급 전류 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브(10)의 구성을 보여준다. 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 자기 디스크(12)를 포함하고 있다. 드라이브(10)는 디스크 표면(18)에 인접되게 위치한 변환기(도면에 미도시)를 또한 포함하고 있다.
변환기는 각각의 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 변환기는 각 디스크 표면(18)에 결합되어 있다. 비록 단일의 변환기로 설명되어 있지만, 이는 디스크(12)를 자화시키기 위한 기록용 변환기와 디스크(12)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 변환기로 이루어져 있다고 이해되어야 한다. 읽기용 변환기는 자기 저항(MR : Magneto-Resistive) 소자로부터 구성되어 진다.
변환기는 헤드(20)에 통합되어 질 수 있다. 헤드(20)는 변환기와 디스크 표면(18)사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 헤드(20)는 헤드 스택 어셈블리(HSA:22)에 결합되어 있다. 헤드 스택 어셈블리(22)는 보이스 코일(26)을 갖는 엑츄에이터 암(24)에 부착되어 있다. 보이스 코일(26)은 보이스 코일 모터(VCM : Voice Coil Motor 30)를 특정하는 마그네틱 어셈블리(28)에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(26)에 공급되는 전류는 베어링 어셈블리(32)에 대하여 엑츄에이터 암(24)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 엑츄에이터 암(24)의 회전은 디스크 표면(18)을 가로질러 변환기를 이동시킬 것이다.
정보는 전형적으로 디스크(12)의 환상 트랙 내에 저장된다. 도 2에 도시된 바와 같이 각 트랙(34)은 일반적으로 복수의 섹터를 포함하고 있다. 각 섹터는 데이터 필드(data field)와 식별 필드(identification field)를 포함하는 데이터 섹터와 서보 섹터로 구성되어 있으며, 각 데이터 섹터 사이에는 인터 섹터 갭(ISG ; Inter Sector Gap) 영역이 존재한다. 식별 필드는 섹터 및 트랙(실린더)을 식별하는 그레이 코드(Gray code)를 포함하고 있다. 변환기는 다른 트랙에 있는 정보를 읽거나 기록하기 위하여 디스크 표면(18)을 가로질러 이동된다.
도 2는 본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 장치의 전기적인 구성도를 보여준다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 장치는 MR 헤드(201), 헤드 공급 전류 제어부(202), 시스템 제어부(203), 신호 처리부(204), 서멀 아스펠리티 검출부(205) 및 VCM 모터(206)를 구비한다.
헤드 공급 전류 제어부(202)는 세부적으로 읽기용 전류 발생부(202A), 리세트 펄스 발생부(202B) 및 스위칭부(202C)로 구성되며, 신호 처리부(204)는 세부적으로 신호 검출부(204A), 증폭부(204B) 및 R/W 채널 회로(204C)로 구성되고, 서멀 아스펠리티 검출부(205)는 레벨 검출부(205A), 비교부(205B) 및 카운터(205C)로 구성된다.
MR 헤드(201)는 하드 디스크 드라이브의 읽기 모드에서 디스크에 기록된 데이터를 검출하기 위한 소자로서, NiFe와 같은 합금의 유도성 페로 마그네틱(ferromagnetic) 재료로 이루어지고, 디스크 상에 기록된 자속에 응답하여 자기 저항값이 변화되는 센서이다.
읽기용 전류 발생부(202A)는 하드 디스크 드라이브가 읽기 모드에서 디스크에 기록된 자속에 응답하여 MR 헤드(201)의 저항값이 변화되는 것을 전류(또는 전압)로 감지하기 위하여 MR 헤드(201)에 공급되는 전류를 발생시킨다.
리세트 펄스 발생부(202B)는 MR 헤드(201)의 이지 축(Easy Axis) 상에서 도메인(Domain) 정렬이 불안정화된 경우에, 불안정화된 도메인 정렬을 동일한 방향으로 일치시키기 위한 바이어스 쇼크 전류를 발생시킨다.
스위칭부(202C)는 시스템 제어부(203)에서 인가되는 전류 쇼크 제어신호에 상응하여 MR 헤드(201)에 인가되는 전류를 스위칭하여 출력시키는 역할을 한다.
신호 검출부(204A)는 읽기 모드에서 MR 헤드(201)에 의하여 디스크 상에 기록된 신호의 자속 패턴에 응답하여 변환된 저항값을 감지하여 디스크에 기록된 신호를 검출한다. 즉, 오옴(Ohm)의 법칙을 이용하여 읽기용 전류에 MR 헤드(201)의 변화된 저항값을 곱한 결과(전압)에 의하여 디스크에 기록된 신호를 검출한다.
증폭부(204B)는 신호 검출부(204A)에서 출력되는 신호를 시스템의 신호 처리에 적합하도록 증폭시킨다.
R/W 채널 회로(204C)는 MR 헤드(201)로부터 읽혀진 증폭된 아날로그 신호를 호스트 컴퓨터(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 변조시켜주고, 호스트 컴퓨터로부터 사용자 데이터를 받아 디스크에 기록할 수 있는 기록 전류로 변환시키는 신호처리를 실행한다.
레벨 검출부(205A)는 증폭부(204B)에서 출력되는 재생 신호의 엔벨로프 레벨을 검출한다.
비교부(205B)는 검출된 엔벨로프 레벨과 기준전압(Vth)을 비교하여, 입력되는 엔벨로프 레벨이 기준전압(Vth)보다 큰 값을 갖는 경우에만 '하이' 출력을 발생시키며, 그 이외에는 '로우' 출력을 발생시킨다. 여기에서, 기준전압(Vth)은 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 라인 팝핑 노이즈를 검출하는데 적합한 레벨로 설정한다.
카운터(205C)는 비교부(205B)에서 출력되는 '하이' 출력 펄스의 개수를 카운팅하여 시스템 제어부(203)로 출력시킨다.
위의 서멀 아스펠리티 검출부(205)는 시스템 제어부(203)의 제어에 따라서 비트 에러율 검사 결과 허용값을 초과하거나 또는 에러 정정 코드 검사에 의한 에러가 발생되어 리트라이 루틴이 온(ON) 되는 조건에서 동작하며, 특히 트랙의 서보 섹터에서만 서멀 아스펠리티를 검출하도록 설계하는 것이 효율적이다.
VCM(Voice Coil Motor)은 시스템 제어부(203)의 제어에 상응하여 한 트랙에서 다른 트랙으로 변환기를 이동시키는 시크 루틴(seek routine) 및 트랙 내에서 목표 섹터를 찾아내는 추종 루틴(following routine)에 의하여 변환기를 이동시키는 역할을 실행한다.
시스템 제어부(203)는 하드 디스크 드라이브를 총괄적으로 제어하며, 호스트 컴퓨터와의 데이터 통신을 제어하는 역할을 실행한다. 그리고, 본 발명과 같은 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법을 실행시키도록 제어하는 역할을 실행한다.
그러면, 구체적으로 본 발명에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정 헤드 판단에 의한 회복 방법을 도 3 및 도 4의 흐름도를 중심으로 도 2에 도시된 장치의 구성을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
MR 헤드(201)의 불안정성에 의하여 야기될 수 있는 리드 데이터의 오류 발생과 관련된 성능 검사로 본 발명의 일 실시 예에서는 제조 공정에서 실시하는 비트 에러율(BER) 검사와 사용자 조건이 필드에서 실행되는 에러 정정 코드에 의한 에러 발생 검사를 사용한다. 여기에서, 비트 에러율은 MR 헤드(201)에 의하여 읽어낸 신호에 포함된 일정수의 데이터 비트 중에서 몇 개의 오류 비트가 발생되었는가를 나타내는 비율이다.
도 3의 흐름도는 MR 헤드의 불안정성을 판단하기 위한 성능 검사로 비트 에러율 검사를 적용한 실시 예를 도시한 것이고, 도 4는 에러 정정 코드에 의한 에러 발생 검사를 적용한 실시 예를 도시한 것이다.
우선, 도 3의 흐름도에 의하여 본 발명의 제1실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법을 설명하면 다음과 같다.
시스템 제어부(203)는 제조 공정의 품질 검사에 해당되는 번인 공정에서 재생되는 데이터에서 발생되는 에러 비트의 비율을 검사하기 위한 비트 에러율(BER)을 산출하는 검사한다(단계301).
시스템 제어부(203)는 단계301에서 산출된 비트 에러율 값이 시스템이 요구하는 검사 규격을 초과하여 불량(BAD)이 발생되는지를 판단한다(단계302).
단계302의 판단 결과 산출된 비트 에러율이 불량인 경우에, 시스템 제어부(203)는 트랙의 서보 섹터의 구간에서만 베이스 라인 팝핑 노이즈에 의한 서멀 아스펠리티를 검출하기 위하여 서보 게이트(Servo Gate)를 온(on) 시킨다(단계303).
그리고 나서, 시스템 제어부(203)는 초기 설정 구간에서 서멀 아스펠리티 검출부(TAD: Thermal Asperity Detector 205)를 인에이블(enable)시키기 위한 제어신호를 생성시킨다(단계304). 일 예로서, 초기 설정 구간은 특정 번지의 1개 트랙으로 설정할 수 있다.
이에 따라서, 서멀 아스펠리티 검출부(205)는 베이스 라인 팝핑 노이즈를 검출하기 위하여 다음과 같이 동작한다.
즉, 레벨 검출부(205A)는 증폭부(204B)에서 출력되는 신호 중에서 서보 게이트 신호에 의하여 서보 섹터의 재생 신호만을 분리하고, 분리된 서보 섹터의 재생 신호의 엔벨로프 레벨을 검출한다.
그리고, 비교부(205B)는 레벨 검출부(205A)에서 검출된 엔벨로프 레벨과 기준전압을 비교하여, 기준 전압보다 큰 레벨의 엔벨로프 레벨의 신호가 입력되는 경우에 하이(High) 레벨의 펄스를 발생시킨다. 여기에서, 기준전압은 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 라인 팝핑 노이즈에 의한 서멀 아스펠리티를 검출하는데 적합한 레벨로 설정한다.
그리고 나서, 비교부(205B)에서 출력되는 펄스의 개수를 카운터(205C)에서 카운팅한 후에 카운팅 정보를 시스템 제어부(203)로 전송한다.
이와 같은 서멀 아스펠리티 검출부(205)의 동작에 의하여 검출된 서멀 아스펠리티의 카운팅 값을 시스템 제어부(205)에서 모니터링한다(단계305).
시스템 제어부(205)는 카운터(205C)로부터 입력되는 카운팅 정보가 서멀 아스펠리티의 허용 임계값을 초과하는지를 판단하여(단계306), 허용 임계값을 초과하는 경우에는 MR 헤드의 불안정성으로 인하여 베이스 라인 팝핑 노이즈가 발생된 것으로 판단하여 MR 헤드의 불안정성 회복 루틴을 온(ON)시킨다. 즉, 이 경우에 시스템 제어부(203)는 헤드 공급 전류 제어부(202)로 전류 쇼크 제어신호를 인가한다.
이에 따라서, 헤드 공급 전류 제어부(202)는 다음과 같이 동작하여 MR 헤드(201)에 바이어스 전류 충격을 가하여 안정성을 회복시키도록 한다(단계307).
즉, 전류 쇼크 제어신호가 리세트 펄스 발생부(202B)에 인가되면, MR 헤드(201)의 도메인의 재정렬을 위하여 비교적 높은 리세트 전류 펄스를 발생시킨다. 이 때 리세트 전류 펄스의 폭, 진폭 및 개수는 MR 헤드의 저항값에 따라 다르게 설정하고, 실험적인 데이터 값의 통계를 이용하여 MR 헤드에 손상이 발생되지 않으면서 MR 헤드의 도메인 정렬이 효과적으로 될 수 있는 값으로 결정한다. 특히, 리세트 전류의 진폭은 MR 헤드의 저항값에 반비례되게 결정한다.
그리고, 전류 쇼크 제어신호는 스위칭부(202C)를 제어하여 리세트 펄스 발생부(202B)에서 발생된 리세트 펄스를 MR 헤드(201)에 인가되도록 스위칭한다.
이와 같은 MR 헤드에 리세트 전류 펄스를 인가하여 MR 헤드(201)의 불안성정을 회복시키는 프로세스를 실행한 후에, 일반적인 하드 디스크 어셈블리 성능 검사를 실행한다(단계308).
그러나, 만일 단계306의 판단 결과 카운터(205C)로부터 입력되는 카운팅 정보가 서멀 아스펠리티의 허용 임계값을 초과하지 않는 경우에는 헤드의 불안정성이 원인으로 야기되는 품질의 문제가 아닌 경우에 해당되므로, 헤드의 불안정성 발생을 리포팅한 후에 다음 단계의 일반적인 하드 디스크 어셈블리 성능 검사를 실행한다.
위와 같은 방법에 의하여 재생 데이터 처리 과정에서 비트 에러율 값에 의하여 MR 헤드의 불안정성 원인을 포함하는 품질 문제를 검출하고, 품질 문제가 발생된 경우에 서멀 아스펠리티 검출에 의하여 헤드의 불안정성 여부를 정확히 판단하여 바이어스 쇼크에 의한 헤드의 불안정성을 회복시키게 된다.
다음으로, 도 4의 흐름도에 의하여 본 발명의 제2실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법을 설명하면 다음과 같다.
우선, ECC에 의한 에러 발생에 따른 리트라이(Retry) 시에 동일 섹터를 연속하여 몇 회 반복되는 리트라이 조건에서 헤드의 불안정성을 판단하기 위한 서멀 아스펠리티 검출 루틴을 온(on) 시킬 것인지를 결정하기 위한 리트라이 회수의 최소 및 최대값(Nmin, Nmax)을 초기 설정하고, 또한 서멀 아스펠리티 허용 범위를 판정하기 위한 베이스 라인 팝핑 노이즈의 발생 허용 임계 개수(CTA)를 결정한다(단계401). 여기에서, 리트라이 회수의 최대값(Nmax)은 시스템이 허용하는 최대 반복 리트라이 회수보다 적어도 1회 적게 설정하는 것이 효율적이다. 그 이유는 헤드의 불안정성 회복 후에 적어도 1회 리트라이를 실행시키기 위함이다.
그리고 나서, 데이터 처리 과정의 에러 정정 시에 에러 정정 코드(ECC)에 의한 에러가 발생되어 리트라이 루틴이 온(ON)되는지를 판단한다(단계402).
만일 단계402에서 리트라이 루틴이 온된 경우에 동일 섹터에서 연속하여 반복되는 리트라이 회수가 단계401에서 설정한 리트라이 최소값(Nmin)과 최대값(Nmax)의 사이에 포함되는지를 판단한다(단계403).
단계403의 판단 결과 현재 리트라이 반복 회수가 설정한 리트라이 최소값(Nmin)과 최대값(Nmax)의 사이에 포함되는 경우에, 시스템 제어부(203)는 에러가 발생된 섹터로 MR 헤드(201)를 다시 추종(following)하는 동안에 서보 섹터 구간에서만 서멀 아스펠리티를 검출하기 위하여 서보 게이트를 온시킨다(단계404). 이는 에러가 발생된 섹터가 포함된 트랙의 전체 서보 섹터에서 리트라이 루틴에 의하여 에러가 발생된 섹터를 추종하는 동안 서멀 아스펠리티를 검출하기 위함이다.
그리고 나서, 시스템 제어부(203)는 서멀 아스펠리티 검출부(TAD: ThermalAsperity Detector 205)를 인에이블(enable)시키기 위한 제어신호를 생성시킨다(단계405).
이에 따라서, 서멀 아스펠리티 검출부(205)는 도 3의 제1실시 예에서 설정한 바와 동일한 방법으로 베이스 라인 팝핑 노이즈에 의한 서멀 아스펠리티를 검출하고, 검출된 서멀 아스펠리티의 카운팅 값을 시스템 제어부(205)에서 모니터링하게 된다(단계406).
그리고, 시스템 제어부(205)는 카운터(205C)로부터 입력되는 카운팅 정보가 서멀 아스펠리티 허용 임계값을 초과하는지를 판단하여(단계407), 허용 임계값을 초과하는 경우에는 MR 헤드의 불안정성이 발생된 것으로 판단하여 MR 헤드의 불안정성 회복 루틴을 온(ON)시킨다. 즉, 이 경우에 시스템 제어부(203)는 헤드 공급 전류 제어부(202)로 전류 쇼크 제어신호를 인가한다.
이에 따라서, 헤드 공급 전류 제어부(202)는 도 3의 제1실시 예에서 이미 설명한 바와 같은 동작에 의하여 MR 헤드(201)에 바이어스 충격을 가하여 안정성을 회복시키도록 한다.(단계408).
그러나, 만일 단계407의 판단 결과 카운터(205C)로부터 입력되는 카운팅 정보가 서멀 아스펠리티 허용 임계값을 초과하지 않는 경우에는 헤드의 불안정성이 원인으로 야기되는 품질의 문제가 아닌 경우에 해당되므로 헤드의 불안정성 발생을 리포팅한 후에 다음 단계의 일반적인 하드 디스크 어셈블리 성능 검사를 실행한다.
위와 같은 방법에 의하여 사용자 조건의 필드에서의 재생 데이터 처리 과정에서 에러 발생에 의한 MR 헤드의 불안정성 원인을 포함하는 품질 문제를 검출하고, 품질 문제가 발생된 경우에 서멀 아스펠리티 검출에 의하여 헤드의 불안정성 여부를 정확히 판단하여 바이어스 쇼크에 의한 헤드의 불안정성을 회복시키게 된다.
본 발명은 방법, 장치, 시스템 등으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필연적으로 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되어 질 수 있으며 또는 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체는 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 매체도 포함한다. 프로세서 판독 가능 매체의 예로는 전자 회로, 반도체 메모리 소자, ROM, 플레쉬 메모리, 이레이져블 ROM(EROM : Erasable ROM), 플로피 디스크, 광 디스크, 하드 디스크, 광 섬유 매체, 무선 주파수(RF) 망, 등이 있다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 망 채널, 광 섬유, 공기, 전자계, RF 망, 등과 같은 전송 매체 위로 전파될 수 있는 어떠한 신호도 포함된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 데이터 저장 시스템의 제조 공정 또는사용자 필드에서의 데이터 처리 과정에서 BER 불량 또는 ECC 에러가 발생되는 경우에 서멀 아스펠리티 검출(TAD; Thermal Asperity Detection) 루틴을 동작시켜, 품질 문제가 헤드의 불안정성을 원인으로 발생된 것인지를 판단하고, 헤드의 불안정성으로 판단된 경우에 자동으로 바이어스 충격(Bias Shock)을 헤드에 인가하여 헤드의 불안정성을 회복시키도록 제어함으로써, 제조 공정 및 사용자 조건에서 품질 문제 발생 시에 헤드의 불안정 여부를 정확히 판단하여 헤드를 자동으로 회복시켜 공정 품질 및 시장 품질을 개선시키는 효과가 발생된다.

Claims (9)

  1. 데이터 저장 시스템의 헤드의 불안정성 검출 및 회복 방법에 있어서,
    (a) 비트 에러율 검사를 실행하여, 검사 규격을 초과하는지를 판단하는 단계;
    (b) 상기 단계(a)의 판단 결과 상기 비트 에러율이 검사 규격을 초과하는 경우에, 소정의 구간에서 서멀 아스펠리티를 검출하고, 검출되는 서멀 아스펠리티의 회수를 카운팅하는 단계;
    (c) 상기 카운팅된 서멀 아스펠리티 검출값이 허용 임계값을 초과하는지를 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 카운팅된 서멀 아스펠리티 검출값이 허용 임계값을 초과하는 경우에, 헤드의 불안정성 회복 프로세스를 실행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서멀 아스펠리티를 검출하는 소정의 구간은 특정 트랙의 서보 섹터에서 실행하도록 설계함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법.
  3. 제1항에 있어서, 헤드의 불안정성 회복 프로세스는 상기 헤드에 리세트 전류 펄스를 인가함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법.
  4. 데이터 저장 시스템의 헤드의 불안정성 검출 및 회복 방법에 있어서,
    (a) 데이터 재생 중에 에러 발생에 의한 소정 회수의 리트라이 루틴이 온되는지를 판단하는 단계;
    (b) 상기 단계(a) 판단 결과 리트라이 루틴이 온되는 경우에, 에러가 발생된 리트라이 목표 섹터까지 추종하면서 서멀 아스펠리티를 검출하고, 검출된 아스펠리티의 회수를 카운팅하는 단계;
    (c) 상기 카운팅된 서멀 아스펠리티 검출값이 허용 임계값을 초과하는지를 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 카운팅된 서멀 아스펠리티 검출값이 허용 임계값을 초과하는 경우에, 헤드의 불안정성 회복 프로세스를 실행시키고, 그렇지 않은 경우에는 리트라이 프로세스에 의하여 데이터 처리를 실행시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법.
  5. 제4항에 있어서, 헤드의 불안정성 회복 프로세스는 상기 헤드에 리세트 전류 펄스를 인가함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 방법.
  6. 데이터 저장 시스템의 헤드의 불안정성 검출 및 회복 장치에 있어서,
    디스크에 기록된 신호를 검출하는 헤드;
    읽기 모드에서 상기 헤드에서 검출된 신호를 기록 전의 데이터로 재생시키고, 쓰기 모드에서 기록할 데이터에 상응하는 기록 전류를 생성시키기 위한 신호 처리부;
    상기 신호 처리부에서 재생되는 데이터를 이용하여 데이터의 오류 발생과 관련된 소정의 성능 검사를 실행하여, 성능 검사 결과 소정의 규격 범위를 초과하는 경우에 서멀 아스펠리티 검출 제어신호를 생성시키고, 상기 서멀 아스펠리티 검출 결과 허용 임계값을 초과하는 경우에 전류 쇼크 제어신호를 생성시키기 위한 시스템 제어부;
    상기 서멀 아스펠리티 검출 제어신호가 인가되는 경우에, 소정의 구간에서 베이스 라인 팝핑 노이즈에 의한 서멀 아스펠리티의 검출 회수를 카운팅하여 상기 제어부로 출력시키기 위한 서멀 아스펠리티 검출부; 및
    상기 전류 쇼크 제어신호가 인가되는 경우에, 상기 헤드에 리세트 전류 펄스를 인가하기 위한 헤드 공급 전류 제어부를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 아스펠리티 검출부는
    상기 신호 처리부에서 입력되는 재생신호의 레벨을 검출하기 위한 레벨 검출부;
    상기 레벨 검출부에서 검출된 레벨과 기준값을 비교하여, 상기 기준값보다 큰 레벨의 신호가 입력되는 경우에 펄스를 발생시키기 위한 비교부; 및
    상기 비교부에서 출력되는 펄스를 카운팅하기 위한 카운터를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 소정의 성능 검사는 비트 에러율 검사임을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 소정의 성능 검사는 에러 정정 코드 검사에 의한 에러 발생 여부를 판단하는 검사임을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 불안정성 헤드 판단에 의한 회복 장치.
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