KR20050082090A

KR20050082090A - 하드디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법

Info

Publication number: KR20050082090A
Application number: KR1020040010455A
Authority: KR
Inventors: 최진원; 이재성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2005-08-22
Also published as: KR100585130B1

Abstract

본 발명은 하드디스크 드라이브 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드디스크 트랙을 영역으로 분리하여 영역별 기록 상태를 모니터하기 위한 하드디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법에 관한 것이다. 하드 디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법은 하드 디스크 트랙을 N개의 영역으로 나누고, 각 영역에 대하여 수행된 기록 횟수를 저장하기 위한 테이블을 할당하고 호스트로부터 데이터 기록 명령이 전송되면, 데이터 기록을 수행한 후, 데이터 기록이 수행된 영역이 N개의 영역 중 어느 영역인지 결정하여, 데이터가 기록된 영역에 할당된 테이블의 기록 횟수를 증가시키며, 데이터가 기록된 영역에 할당된 테이블의 기록 횟수가 임계값을 초과하는 경우, 데이터가 기록된 영역 및 인접 트랙에 기록된 데이터를 읽어 재 기록하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 하드디스크 트랙을 영역으로 분리하여 영역별 기록 상태를 모니터 함으로서 ATE 현상을 막을 수 있고, 메모리 용량 및 CPU 처리 시간을 줄일 수 있는 효과를 창출한다.

Description

하드디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법{Method for monitoring write status of hard disk drive}

본 발명은 하드디스크 드라이브 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드디스크 트랙을 영역으로 분리하여 영역별 기록 상태를 모니터하기 위한 하드디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하드 디스크 드라이브는 컴퓨터의 보조 기억 장치 중의 하나로서 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 소정 데이터를 재생하거나, 디스크에 새로운 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운용에 기여하게 된다. 이와 같은 하드 디스크 드라이브는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크의 회전 방향의 밀도인 BPI(Bit Per Inch)와 두께 방향의 밀도인 TPI(Tracks Per Inch)가 증대되고, 그에 따라 더욱 정밀하고 신속한 헤드의 위치 제어 방법 및 정교한 매커니즘이 요구되고 있다.

하드 디스크 드라이브에 있어서 데이터는 디스크의 표면상에 동심원상으로 배열되고 원주방향으로 신장되게 배치되는 트랙들에 저장된다. 상기 트랙들은 다시 데이터가 기록되는 데이터섹터와 서보정보가 기록되는 서보섹터들로 구성된다.

도 1은 일반적인 디스크면의 존 레이아웃 예시도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면 디스크(100)면에는 동일 길이를 갖는 복수개의 서보섹터(100-1)와 사용자 데이터가 기록되는 데이터섹터(100-2)가 구비된다. 이러한 서보섹터(100-1)와 데이터섹터(100-2)로 구성되는 데이터 존(Data Zone:DZ)은 전원 오프(off)시 헤드가 위치하는 파킹 존(Parking Zone:이하 PZ라함)과 메인터넌스 정보가 기록되는 메인터넌스 영역(MZ) 사이에 위치한다. 그리고 상기 파킹 존 PZ 외측에는 보호구역인 IGB(Inner Guard Band)가 존재하며, 디스크면 최외측에는 반대로 OGB(Outer Guard Band)가 존재한다. 한편, 상기 메인터넌스 영역은 다수개의 메인터넌스 실린더로 구성되어지는데, 이러한 각각의 메인터넌스 실린더에는 디스크면의 디펙섹터에 대한 정보와 같은 드라이브 상태를 지시하는 정보가 기록된다.

하드 디스크의 트랙 중 동일 트랙에 지나치게 빈번하게 데이터를 기록하는 경우, 자석의 프린지 효과(Fringe effect)로 인해 인접 트랙의 데이터를 소멸시키는 현상이 발생할 가능성이 높아지게 되며, 이를 ATE(Adjacent track erase) 현상이라고 한다.

이 현상을 방지하기 위하여 종래에는 트랙별로 기록 상태를 모니터하는 방식이 있었다. 현재 하드 디스크 드라이브의 TPI가 높아짐에 따라, 물리적인 트랙 수는 거의 80000을 넘게 되었다. 만약 각 트랙별로 기록 상태를 모니터 한다면, 즉, 각 트랙별로 데이터를 기록한 횟수를 저장하려면, 트랙당 2바이트씩을 사용한다고 가정했을 때, 160K 바이트가 필요하게 된다. 하드 디스크 드라이브는 임베디드 시스템으로서 가장 중요한 리소스인 메모리의 사용에 매우 제한적이다. 그리고 특정 트랙의 기록 횟수 임계값을 넘었는지를 체크하기 위해서, 160K 바이트의 영역을 매번 주기적으로 검사해야 하며, 이는 하드 디스크 드라이브의 CPU에 부담이 되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 하드디스크 트랙을 영역으로 분리하여 영역별 기록 상태를 모니터 함으로서 ATE 현상을 막는 하드 디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 해결하기 위한 하드 디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법은 (a) 하드 디스크 트랙을 N개의 영역으로 나누고 각 영역에 대하여 수행한 기록 회수를 저장하기 위한 테이블을 할당하는 단계; (b) 호스트로부터 데이터 기록 명령이 전송되면, 상기 N개의 영역 중 결정된 영역에 데이터 기록을 수행하고, 상기 데이터가 기록된 영역에 할당된 상기 테이블의 기록 횟수를 증가시키는 단계; (c) 상기 데이터가 기록된 영역에 할당된 테이블의 기록 횟수가 임계값을 초과하는 경우, 상기 데이터가 기록된 영역 및 인접 트랙에 기록된 데이터를 읽어서 재 기록하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 인접 트랙은 상기 데이터가 기록된 영역과 인접한 영역의 마지막 트랙 및 첫 번째 트랙인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 (c)단계 이후에 상기 데이터가 기록된 영역의 테이블을 리셋하고, 상기 인접 트랙이 포함된 영역에 할당된 테이블의 기록 횟수를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 테이블 변경값을 주기적으로 상기 하드 디스크의 메인터넌스 실린더 영역에 저장하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 일반적인 하드디스크 드라이브의 구성을 보이는 블록도로서, 하드 디스크(100), 스핀들(spindle)모터(102), 헤드(104), 액츄에이터(106), E-블럭 어셈블리(108), 전치증폭기(110), 리드/라이트 채널(read/write channel)회로(112), DDC(Disk Data Controller)(114), 마이크로 콘트롤러(116), 버퍼 램(118), 메모리(120), 서보구동부(122), 스핀들 모터 구동부(124)를 포함한다.

도 3은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법의 동작을 보이는 흐름도로서, 하드 디스크 트랙을 N개의 영역으로 분할하는 단계(300), 기록 카운트 테이블(WCT : Write count table)을 메인터넌스 실린더(MC : Maintenance cylinder) 영역 및 메모리에 할당하는 단계(302), 전 영역의 WCT를 초기화하거나 MC 영역에 저장된 WCT를 메모리로 로딩하는 단계(304), 호스트 컴퓨터로부터 데이터 기록 명령을 수신하면 어느 영역에 데이터를 기록할 것인가를 결정하는 단계(306), 기록 명령을 수행하고 WTC에서 해당 영역의 기록 카운트 값을 증가시키는 단계(308), 해당 영역의 WCT 값이 임계값을 초과하였는지 판단하는 단계(310), 해당 영역의 WCT 값이 임계값을 초과한 경우, 해당 영역과 인접 트랙 하나씩의 데이터를 리드하여 재 기록하는 단계(312), 해당 영역의 WCT를 리셋하고, 인접 영역의 WCT 값을 증가시키는 단계(314), 일정 주기로 메모리의 WCT를 MC 영역에 저장하는 단계(316)를 포함한다.

이어서, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2에서 하드 디스크들(100)은 스핀들(spindle)모터(102)에 의해 회전한다. 헤드들(104) 각각은 디스크들(100)중 대응하는 하나의 디스크면상에 위치하며, 환상 보이스 코일(rotary voice coil) 액츄에이터(106)와 결합된 E-블럭 어셈블리(108)로부터 디스크들(100)쪽으로 신장된 서포트 암들에 각각 대응되게 설치된다.

전치증폭기(110)는 리드 시에는 헤드들(104)중 하나에 의해 픽업된 신호를 전치 증폭하여 아날로그 리드신호를 리드/기록 채널(read/write channel)회로(112)로 인가하며, 기록 시에는 리드/기록 채널회로(112)로부터 인가되는 부호화된 기록 데이타를 헤드들(104)중 대응하는 하나의 헤드를 통해 디스크 상에 기록 되도록 한다.

리드/기록 채널회로(112)는 전치증폭기(110)로부터 인가되는 리드신호로부터 데이터 펄스를 검출하고 디코딩 하여 DDC(Disk Data Controller)(114)에 인가하며, DDC(114)로부터 인가되는 기록 데이터를 디코딩 하여 전치증폭기(110)에 인가한다.

DDC(114)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 데이터를 리드/기록 채널회로(112)와 전치증폭기(110)를 통해 하드 디스크(100) 상에 기록 하거나 하드 디스크(100)상으로부터 데이터를 리드하여 호스트 컴퓨터로 송신한다. 또한 DDC(114)는 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(116)간의 통신을 인터페이스한다.

버퍼 램(118)은 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(116)와 리드/기록 채널회로(112) 사이에 전송되는 데이터를 일시 저장한다. 마이크로 콘트롤러(116)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 리드 또는 기록 명령에 응답하여 트랙 탐색 및 트랙 추종을 제어한다.

메모리(120)는 마이크로 콘트롤러(116)의 수행 프로그램 및 각종 설정값들을 저장한다. 본 발명에서 메모리(120)는 기록 카운트 테이블을 저장한다.

서보 구동부(122)는 마이크로 콘트롤러(116)에서 제공하는 헤드들(104)의 위치 제어를 위한 신호에 응답하여 액츄에이터(106)를 구동하기 위한 구동전류를 발생하여 액츄에이터(106)의 보이스 코일에 인가한다.

액츄에이터(106)는 서보구동부(122)로부터 인가되는 구동전류의 방향 및 레벨에 대응하여 헤드들(104)을 디스크들(100)상에서 이동시킨다.

스핀들 모터 구동부(124)는 마이크로 콘트롤러(116)로부터 발생되는 디스크들(100)의 회전 제어를 위한 제어값에 따라 스핀들 모터(102)를 구동하여 디스크들(100)을 회전시킨다.

본 발명에서 마이크로 콘트롤러(116)는 하드 디스크 드라이브의 기록 상태를 모니터하고 ATE 현상을 막기 위한 일련의 처리 과정을 수행하는데, 그 처리 과정이 도 3에 도시되어 있으며, 다음에 이를 설명한다.

하드 디스크(100)의 트랙 별 기록 횟수를 모두 저장하는 것은 현실적으로 불가능하므로, 마이크로 콘트롤러(116)는 하드 디스크(100) 트랙을 N개의 영역으로 분할한다(300단계). 예를 들어, 하드 디스크(100)의 전체 트랙이 80000개라 가정하고, 100개의 트랙을 하나의 영역으로 분할한다면, 하드 디스크(100)는 800개의 영역으로 분할된다.

하드 디스크(100) 트랙이 N 개의 영역으로 분할되면, 마이크로 콘트롤러(116)는 기록 카운트 테이블(WCT : Write count table)을 하드 디스크(100)의 메인터넌스 실린더(MC : Maintenance cylinder) 영역 및 메모리(120)에 할당한다(302단계).

이후에, 마이크로 콘트롤러(116)는 전 영역의 WCT를 초기화하거나 MC 영역에 저장된 WCT를 메모리(120)로 로딩한다(304단계).

호스트 컴퓨터로부터 데이터 기록 명령을 수신하면, 마이크로 콘트롤러(116)는 분할된 N개의 영역 중 어느 영역에 데이터를 기록할 것인가를 결정한다(306단계). 예를 들어 N이 800이라고 가정했을 때, 마이크로 콘트롤러(116)는 400번째 영역에 데이터를 기록하기로 결정한다.

호스트 컴퓨터로부터의 데이터 기록 명령에 의해, 마이크로 콘트롤러(116)는 400번째 영역에 데이터를 기록하고, WTC에서 해당 영역의 기록 카운트 값을 증가시킨다(308단계).

이후, 마이크로 콘트롤러(116)는 해당 영역의 WCT 값이 임계값을 초과하였는지 판단한다(310단계). 예를 들어, 임계값이 100이라고 가정한다.

마이크로 콘트롤러(116)의 판단 결과 해당 영역 즉, 400번째 영역에 데이터를 기록한 횟수 즉, WCT 값이 임계값을 초과하는 경우, 마이크로 콘트롤러(116)는 자석의 프린지 효과(Fringe effect)로 인해 인접 트랙의 데이터를 소멸시키는 현상인 ATE(Adjacent track erase) 현상이 발생할 가능성이 높다고 판단하게 된다.

이어서, 마이크로 콘트롤러(116)는 해당 영역인 400번째 영역과 인접 트랙 하나씩의 데이터를 리드하여 재 기록한다(312단계). 여기서, 400번째 영역과 인접한 트랙은 399번째 영역의 마지막 트랙 및 401번째 영역의 첫 번째 트랙이 된다. 따라서, 마이크로 콘트롤러(116)는 399번째 영역의 마지막 트랙, 400번째 영역의 전체 트랙 및 401번째 영역의 첫 번째 트랙에 기록된 데이터를 읽어서 재 기록한다.

데이터 재 기록 후에, 마이크로 콘트롤러(116)는 이 영역에 대한 WCT를 리셋하고, 인접 영역인 399번째 영역 및 401번째 영역의 WCT는 증가시킨다(314단계).

상기 단계의 과정은 계속적으로 반복되고, 마이크로 콘트롤러(116)는 일정 주기로 메모리(120)에 저장된 WCT를 MC 영역에 저장한다(316단계).

본 발명에서 N 값이 클수록, 메모리(120)를 많이 사용하게 되고, N 값이 작을수록 한번에 재기록하는 영역이 넓어지므로 이 두가지 사항을 잘 고려하여 N 값을 결정해야 한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 하드디스크 트랙을 영역으로 분리하여 영역별 기록 상태를 모니터 함으로서 ATE 현상을 막을 수 있고, 메모리 용량 및 CPU 처리 시간을 줄일 수 있는 효과를 창출한다.

도 1은 일반적인 하드디스크 면의 존 레이아웃 예시도 이다.

도 2는 일반적인 하드디스크 드라이브의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 3은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.

Claims

(a) 하드 디스크 트랙을 N개의 영역으로 나누고 각 영역에 수행된 기록 횟수를 저장하기 위한 테이블을 할당하는 단계;

(b) 호스트로부터 데이터 기록 명령이 전송되면, 상기 N개의 영역 중 결정된 영역에 데이터 기록을 수행하고, 상기 데이터가 기록된 영역에 할당된 상기 테이블의 기록 횟수를 증가시키는 단계;

(c) 상기 데이터가 기록된 영역에 할당된 테이블의 기록 횟수가 임계값을 초과하는 경우, 상기 데이터가 기록된 영역 및 인접 트랙에 기록된 데이터를 읽어서 재 기록하는 단계를 포함하는 하드 디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법.
제 1항에 있어서,

상기 인접 트랙은 상기 데이터가 기록된 영역과 인접한 영역의 마지막 트랙 및 첫 번째 트랙인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법.
제 1항에 있어서, 상기 (c)단계 이후에

상기 데이터가 기록된 영역의 테이블을 리셋하고, 상기 인접 트랙이 포함된 영역에 할당된 테이블의 기록 횟수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법.
제 3항에 있어서, 상기 테이블 변경값을 주기적으로 상기 하드 디스크의 메인터넌스 실린더 영역에 저장하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 기록 상태 모니터 방법.