KR20060121368A - Apparatus and method for shock detecting using acceleration sensor - Google Patents

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KR20060121368A
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acceleration
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Abstract

A shock predicting apparatus and method using an acceleration sensor are provided to protect a hard disk from the shock by being mounted on a portable device including the hard disk. An acceleration sensor unit(121) outputs acceleration information. An error correction unit(123) corrects errors due to a process factor and an environmental factor. A data processing unit(122) generates a shock prediction signal by determining a duration time within upper and lower threshold values by accumulating the corrected output signals. A control unit(124) interrupts the operation of a hard disk according to the shock prediction signal.

Description

가속도센서를 이용한 충격예측장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR SHOCK DETECTING USING ACCELERATION SENSOR}Shock prediction device and method using acceleration sensor {APPARATUS AND METHOD FOR SHOCK DETECTING USING ACCELERATION SENSOR}

도 1은 하드디스크 장치의 구조를 개략적으로 도시하는 구조도1 is a structural diagram schematically showing the structure of a hard disk device

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 장치의 구성을 나타내는 개략도2 is a schematic diagram showing a configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 충격의 예측을 통해 하드디스크를 보호하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도 3 is a flowchart schematically illustrating a process of protecting a hard disk by predicting an impact according to an embodiment of the present invention.

도 4는 가속도센서의 상태에 따른 출력 결과를 도시하는 도면4 is a diagram showing an output result according to the state of the acceleration sensor;

도 5는 가속도센서의 충격 상황에 따른 출력 결과를 도시하는 도면5 is a view showing an output result according to the impact situation of the acceleration sensor;

도 6은 도 2의 충격 예측 과정의 상세를 나타내는 흐름도6 is a flow chart showing the details of the impact prediction process of FIG.

도 7은 도 5의 출력결과를 필터링한 출력 결과를 도시하는 도면7 is a diagram illustrating an output result obtained by filtering the output result of FIG. 5.

도 8은 가속도센서의 공정 요인에 따른 출력 차이를 도시하는 도면8 is a diagram illustrating an output difference depending on process factors of an acceleration sensor;

도 9는 가속도센서의 온도에 따른 출력을 도시하는 도면으로, 도 9a는 영상 20도에서의 출력, 도 9b는 영상 40도에서의 출력, 도 9c는 영하 10도에서의 출력을 도시하는 도면9 is a view showing the output according to the temperature of the acceleration sensor, Figure 9a is an output at the image 20 degrees, Figure 9b is an output at the image 40 degrees, Figure 9c is an output at minus 10 degrees

도 10은 회전 낙하시 가속도센서의 출력을 도시하는 도면10 is a view showing the output of the acceleration sensor in the rotation drop.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 임계값을 이용한 충격 예측 판단 방법을 개략적으로 도시하는 도면11 is a diagram schematically illustrating a shock prediction determination method using a threshold value according to an embodiment of the present invention.

도 12는 초기 속도에 따른 낙하거리를 도시하는 도면12 is a view showing a drop distance according to an initial speed;

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 충격예측 시제품의 도면13 is a diagram of an impact prediction prototype in accordance with an embodiment of the present invention.

도 14은 본 발명의 실시예에 따른 충격예측 시제품의 동작 신호 출력을 도시하는 도면14 is a diagram showing an operation signal output of an impact prediction prototype according to an embodiment of the present invention.

최근 융화 (Convergence) 된 MP3 플레이어, 휴대통신단말, PDA 와 같은 다기능 휴대기기에 고용량 데이터 저장을 위한 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive - HDD ; 이하 하드디스크)를 내장하는 비율이 늘고 있지만, 하드디스크는 충격에 취약한 단점이 있었다. Recently, there has been an increasing proportion of hard disk drives (HDDs) for storing high-capacity data in multifunctional portable devices such as converged MP3 players, mobile communication terminals, and PDAs. There was a disadvantage that was vulnerable to shock.

상기의 하드디스크의 단점을 개선하기 위하여 충격을 예측하거나 감지하여 하드디스크의 동작을 일시적으로 멈추어 충격으로부터 보호하는 기술이 연구되고 있으나 다양한 한계점이 존재하였다. 이하 종래의 기술을 통하여 상기 한계점을 설명하도록 한다.In order to improve the shortcomings of the hard disk, a technique for predicting or detecting an impact and temporarily stopping the operation of the hard disk to protect it from impact has been studied, but various limitations exist. Hereinafter, the above limitations will be described through the related art.

충격보호 기능이 내장된 종래의 제품으로 IBM사의 노트북과 Apple사의 휴대음악재생기인 iPOD가 있다. 이 두 제품 모두 충격에 대비하여 하드디스크의 헤드 (Head : 데이터를 읽어오는 전기 핀) 를 들어올림으로서 하드디스크 섹터 (Sector) 의 긁힘 (Scratching) 현상을 방지하는 것이 주 목적이다.Conventional products with built-in shock protection include IBM notebooks and Apple's iPOD, a portable music player. The main purpose of these two products is to prevent the scratching of the hard disk sector by lifting the head of the hard disk.

그러나, IBM사의 경우 별도의 컨트롤러 없이 하드디스크의 전반적 동작을 감지하는 중앙제어장치 (CPU) 에 연결되어 있어 범용적인 사용이 불가능하며 일체형으로서 시스템장애가 발생할 경우에는 보호 기능 자체도 동작하지 않는 단점이 있었다.However, in case of IBM, it is connected to the central control unit (CPU) that detects the overall operation of the hard disk without a separate controller. Therefore, it cannot be used universally, and in case of system failure, the protection function itself does not operate. .

또한 Apple사의 iPOD의 경우 가속도센서를 이용한 충격방지 기능을 제공함과 동시에 일반적인 CDP와 같은 메모리 버퍼를 이용한 튐 방지 기능을 제공하고 있다. 그러나 타사 제품에 비하여 메모리 버퍼를 크게 가지고 있는 점은 충격보호 기능의 오작동의 보상으로 사려된다. 이로 인해 추가적으로 하드디스크 대기상태돌입 (Parking) 으로 인한 전류소모가 상대적으로 많아지게 된다.In addition, Apple's iPOD provides shock protection using an acceleration sensor and shock protection using a memory buffer like a normal CDP. However, the large memory buffer compared to other products is considered as a compensation for the malfunction of the shock protection function. As a result, the current consumption due to the hard disk standby is relatively high.

이에 범용적인 제작이 가능하여 이식성이 높으면서 정상 상태에 대한 충격으로의 오인식 (誤認識) 이 없는 저전력의 충격예측 장치 및 방법이 필요하였다.Accordingly, there was a need for a low power impact prediction device and method that can be manufactured universally and have high portability and no misrecognition as a shock to a steady state.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하드디스크가 내장된 휴대기기에 탑재하여 충격예측 기능을 수행하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to mount a portable device with a built-in hard disk to perform a shock prediction function.

특히 상기의 충격예측을 수행하기 위한 장치가 범용적으로 구성되어 높은 이식성을 지니며 충격예측을 수행하는 방법이 안정적인 과정을 통해 높은 인식율과 저전력 특성을 갖도록 함에 그 다른 목적이 있다.In particular, the apparatus for performing the impact prediction has a general purpose to have a high portability, and the method for performing the impact prediction has a high recognition rate and low power characteristics through a stable process is another object.

또한 본 발명은 충격예측 기능과 가속도센서를 이용한 다른 기능이 융화할 수 있는 방법을 제안함으로서 가속도센서의 기능을 극대화할 수 있도록 함에 그 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to maximize the function of the acceleration sensor by proposing a method in which the impact prediction function and other functions using the acceleration sensor can be integrated.

이하 본 발명의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, a detailed description of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

하기 설명에서 종래의 기술 및 실시예의 특정 상세가 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.In the following description, specific details of the prior art and examples are shown to provide a general understanding. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be readily practiced without these specific details and also by these modifications.

본 발명의 실시예는 하드디스크와 연결되어, 낙하/투척 등의 충격을 예측하여 하드디스크가 충격을 대비할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것으로 가속도센서를 이용함을 특징으로 한다. 따라서 본 장치 및 방법에 따라 하드디스크의 제어장치가 하드디스크의 동작을 멈춤으로서 충격으로 인한 하드디스크의 고장을 방지할 수 있다. 상기와 같은 충격예측장치는 센서부, 데이터처리부, 오류보정부 그리고 제어부로 구성된다. 특히 센서부는 가속도센서를 기본으로 함을 특징으로 하며, 데이터처리부 및 오류보정부는 하드웨어적 혹은 소프트웨어적으로 처리가 가능하다. 본 발명의 실시예에서는 상기의 구성들의 상세를 살펴보고 하드디스크 충격예측의 기능을 수행할 수 있도록 하는 구성 및 방법을 제안한다.Embodiment of the present invention is connected to the hard disk, and relates to a device and method for predicting the impact of the drop / throw, such that the hard disk to prepare for the shock, characterized in that using the acceleration sensor. Therefore, according to the present apparatus and method, the control device of the hard disk stops the operation of the hard disk, thereby preventing failure of the hard disk due to the impact. The impact prediction device is composed of a sensor unit, a data processing unit, an error correction unit and a control unit. In particular, the sensor unit is characterized in that the acceleration sensor as a basis, the data processing unit and error correction can be processed in hardware or software. An embodiment of the present invention looks at the details of the above configuration and proposes a configuration and method for performing the function of hard disk impact prediction.

도 1은 종래 많이 사용되고 있는 하드디스크의 구조를 도시한 구조도이다. 하드디스크는 기본 평면(116)에 고정된 스핀들모터(111) 위에 디스크(112)가 올려져있어 모터의 구동에 따라 디스크가 회전하며, 이를 헤더(113)에서 읽어가는 구조를 가진다. 또한 부수적으로 회전시 흔들림을 감소시키는 역할을 하는 필터(115)가 있으며, 충격이 발생한 이후에는 재생을 정지시키는 충격감지판(114)이 있는 경우 도 있다.1 is a structural diagram showing the structure of a hard disk that is used in the past. The hard disk has a disk 112 mounted on the spindle motor 111 fixed to the base plane 116, the disk rotates according to the driving of the motor, and has a structure that reads it from the header 113. In addition, there is also a filter 115 that serves to reduce the shaking during rotation, and there is also a shock sensing plate 114 to stop the playback after the impact occurs.

상기와 같은 구조는 충격이 있을 경우 하드디스크의 헤더(113)이 디스크(112)와 직접 접촉하게 되어 디스크의 오류영역(Bad Sector)를 만들어내거나 헤더(113)가 파손되는 경우가 발생할 수 있었다. 또한 충격감지판(114)이 있다고 하더라도 충격이 있기 전에 대비하지 못하므로 충격 시점에서의 문제는 막을 수 없었다. 이하 본 발명에서 충격을 예측하여 사전에 충격으로부터 하드디스크를 보호하는 방법을 설명하도록 한다.In the above structure, when the impact occurs, the header 113 of the hard disk is in direct contact with the disk 112 to create a bad sector of the disk or the header 113 may be damaged. In addition, even if the shock sensing plate 114 is not prepared before the impact, the problem at the time of impact could not be prevented. Hereinafter, a method of predicting a shock in the present invention to protect the hard disk from a shock in advance will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 충격예측장치가 탑재된 하드디스크 장치의 개략적인 구성을 도시하는 구조도이다. 제어부(124)는 스핀들모터(111) 및 헤더부(113)와 연결되어 이의 제어를 수행한다. 스핀들모터(111)는 위에 올려진 디스크(112)를 회전시키며, 헤더부(113)는 디스크(112)로부터 데이터를 읽어오거나 데이터를 기록한다. 헤더부에서 읽어진 정보는 데이터버스(127)를 통하여 중앙처리장치(CPU)나 메모리 등의 외부 장치로 데이터를 전송하거나/전달받는다. 종래의 하드디스크 장치의 구성은 상기의 설명과 같이 구성된다. 한편 본 발명의 실시예에 따라 충격예측장치가 탑재된 하드디스크 장치에는 하기의 장치가 추가된다. 대표적으로 가속도센서가 탑재되는 센서부(121)와 센서의 출력을 받아 충격예측을 수행하는 데이터처리부(122) 및 데이터처리과정에서 오류를 분석하거나 장치에 따른 보정값을 적용하는 오류보정부(123)가 그것이다. 데이터처리부(122)에서 충격예측 판단이 내려지면 이는 제어부(124)로 전달되어 스핀들모터(111) 및 헤더부(113)의 동작을 멈 추게 하고 대기상태(Parking 혹은 Unload)로 전이시킨다. 데이터처리부(122)에서 충격상황이 해지됐음이 확인되면 이 정보는 제어부(124)로 전달되어 스핀들모터(111) 및 헤더부(113)를 동작상태(Activating 혹은 Load)로 전이시킨다. 한편 상기의 제어부(124)를 하드디스크 장치를 위한 제어부와 충격예측장치를 위한 제어부로 분리하여 구성할 수도 있다.2 is a structural diagram showing a schematic configuration of a hard disk device equipped with an impact prediction device according to an embodiment of the present invention. The controller 124 is connected to the spindle motor 111 and the header 113 to perform its control. The spindle motor 111 rotates the disk 112 mounted thereon, and the header portion 113 reads data from or writes data to the disk 112. Information read from the header is transmitted / received to an external device such as a central processing unit (CPU) or a memory via the data bus 127. The structure of the conventional hard disk device is configured as described above. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the following device is added to a hard disk device on which an impact prediction device is mounted. Representatively, the sensor unit 121 on which the acceleration sensor is mounted, the data processing unit 122 that receives the output of the sensor and performs the impact prediction, and the error correction unit 123 which analyzes the error in the data processing process or applies a correction value according to the device. ) Is that. When the impact prediction decision is made in the data processing unit 122, it is transmitted to the control unit 124 to stop the operation of the spindle motor 111 and the header unit 113 and transition to the waiting state (Parking or Unload). When it is confirmed in the data processing unit 122 that the shock situation has been canceled, this information is transmitted to the control unit 124 to transfer the spindle motor 111 and the header unit 113 to an operating state (Activating or Load). Meanwhile, the controller 124 may be divided into a controller for a hard disk device and a controller for an impact prediction device.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 충격예측 및 복원까지의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 하드디스크 대기상태(131)에서 하드디스크가 동작을 시작하면(132), 충격예측장치가 동작을 시작하며(134) 충격이 들어올 때까지 반복적으로 수행한다. 충격이 예측되지 않았을 경우 지속하며, 충격이 예측되었을 경우(135) 하드디스크에 중지명령을 내린다.(136) 중지명령은 앞서 도 2에서 설명한 과정을 따라 수행된다. 이 후 충격상황이 완료되었는지 확인하고(137) 완료될 때까지 하드디스크는 일시적으로 대기상태에 있는다(138). 충격상황이 완료되었을 경우 상황복구를 진행하며(139) 완료된 후 리턴하여 하드디스크는 동작하고 충격예측은 진행된다. 하드디스크 정상 동작과정에서는 하드디스크 대기상태전이 여부의 결정과정과 (133) 충격예측진행 과정(134) 및 충격예측판단 과정(135)이 반복적으로 수행되며, 하드디스크를 대기상태로전이하는 외부 명령이 있을 경우 동작을 멈추고 리턴한다.3 is a flow chart schematically showing the flow of impact prediction and recovery according to an embodiment of the present invention. When the hard disk starts to operate in the hard disk standby state 131 (132), the impact prediction device starts to operate (134) and repeatedly performs the impact. If the shock is not predicted, it continues, and if the shock is predicted (135), the stop command is issued to the hard disk. (136) The stop command is performed according to the process described with reference to FIG. Thereafter, the impact situation is confirmed (137) and the hard disk is temporarily in standby until completion (138). When the shock situation is completed, the situation recovery proceeds (139). After completion, the hard disk is operated and the shock prediction proceeds. In the normal operation of the hard disk, the determination of whether to transition to the standby state of the hard disk is performed (133), the impact prediction process 134, and the impact prediction process 135 are repeatedly performed. If there is, stop the operation and return.

이하 충격예측장치의 동작을 이해하기 위한 배경 상황을 설명한다. 가속도센서의 출력형태 및 충격상황에서의 데이터 출력 형태를 설명하고, 예외 상황 등에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the background situation for understanding the operation of the impact prediction device will be described. The output form of the acceleration sensor and the data output form in the impact situation will be described, and the exceptions will be described.

도 4는 가속도센서의 기울어짐에 따른 일반적인 출력을 도시하는 도면이다. 도면에서 기판 등의 기저체에 부착되어 있는 가속도센서는 X, Y, Z축으로 분리되어 가속도를 측정하며 움직임이 없을 경우 중력방향으로 가속도가 측정된다. 본 도면에서 도시된 가속도 센서의 출력은 다음과 같은 수학식에 의해 결정된다.4 is a diagram showing a general output according to the inclination of the acceleration sensor. In the drawing, the acceleration sensor attached to the base body such as the substrate is separated into X, Y, and Z axes to measure acceleration, and when there is no movement, the acceleration is measured in the direction of gravity. The output of the acceleration sensor shown in this figure is determined by the following equation.

Figure 112005027124678-PAT00001
Figure 112005027124678-PAT00001

도면의 좌측은 기준면과 센서의 상태에 대한 도면이며, 우측은 이에 따른 가속도센서의 출력을 나타내는 것이다. 이하 G라 함은 Gravity로서 지구 중력인 9.8m/s2를 의미한다.The left side of the figure shows the state of the reference plane and the sensor, and the right side shows the output of the acceleration sensor accordingly. In the following, G means Gravity, which means 9.8 m / s 2 of earth's gravity.

센서가 기본상태에 있을 때에는 Z축으로만 중력이 영향을 미치기 때문에 우측의 그림과 같이 출력인 전압값(141)이 X축과 Y축(142)에서 0G 의 출력을 나타내며 Z축(143)에서는 -1G의 출력을 나타낸다. 센서가 45'로 기울어진 상태에서는 X축과 Z축으로 중력이 각각 절반의 힘으로 분산되기 때문에 Y축(144)은 0G의 출력을 나타내며 X축과 Z축(145)에서는 -0.5G의 출력을 나타낸다. 이 때 앞서 <수학식 1>에 의해 전압값이 결정되어 0G는 (1/2)Vcc의 출력을 갖고, -0.5G는 (1/2)Vcc - 400mV, -1G는 (1/2)Vcc - 200mV 의 출력을 갖는다.When the sensor is in the basic state, gravity influences only on the Z axis. Therefore, as shown in the figure on the right, the output voltage value 141 represents 0G output on the X and Y axes 142. -1G output. When the sensor is tilted to 45 ', the gravity is distributed with half the force on the X and Z axes, respectively, so the Y axis 144 shows an output of 0G and an output of -0.5G on the X and Z axes 145. Indicates. At this time, the voltage value is determined by <Equation 1> and 0G has (1/2) Vcc output, -0.5G has (1/2) Vcc-400mV, and -1G is (1/2) Vcc -Has an output of 200mV.

도 5는 낙하 전후의 가속도센서의 출력을 나타낸 그래프이다. 가로축은 시간 축이며, 세로축은 출력전압을 나타낸다. 각각 빨간색, 파란색, 녹색은 X, Y, Z 축을 나타낸다. 정지 상태에서 가속도센서는 앞서 도 4에서 살펴본 것과 같은 안정적인 출력을 내보낸다. 낙하시점(151)부터 가속도센서출력은 수렴하기 시작하며 이는 가속도센서의 반응시간과 관련있다. 수렴시간(154)을 거쳐 가속도센서는 수렴된 결과값(152)를 내보내며, 자유낙하시간(155)동안의 출력은 대략적으로 0G를 나타낸다. 지면과의 충돌(153) 이후 가속도센서는 강한 충격을 받아 매우 큰 진동을 갖는 출력(156)을 내보낸다. 이 때 이상적인 경우라면 수렴시간(154)이 없어야하나 가속도센서별로 수~수십ms 정도의 수렴 시간이 필요하며, 자유낙하시간(155)동안의 출력은 0G를 가르켜야하나 외부의 전기적인 요인 혹은 낙하동안의 가속도센서 자체의 안정성 저하로 출력이 진동하게 된다. 5 is a graph showing the output of the acceleration sensor before and after the fall. The horizontal axis represents the time axis and the vertical axis represents the output voltage. Red, blue, and green represent the X, Y, and Z axes, respectively. In the stationary state, the accelerometer outputs a stable output as shown in FIG. 4. Acceleration sensor output starts converging from the dropping point 151, which is related to the response time of the acceleration sensor. Through the convergence time 154, the acceleration sensor outputs the converged result 152, and the output during the free fall time 155 represents approximately 0G. After the collision 153 with the ground, the acceleration sensor receives a strong shock and outputs an output 156 having a very large vibration. At this time, if it is an ideal case, there should be no convergence time (154) but a convergence time of several to several tens of ms for each acceleration sensor, and the output during free fall time (155) should point to 0G. The output vibrates due to deterioration of the stability of the acceleration sensor itself.

이하 본 발명의 실시예에 따라 충격예측을 수행하는 과정을 도면을 참고하여 도시하도록 한다. Hereinafter, a process of performing an impact prediction according to an embodiment of the present invention will be shown with reference to the drawings.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 충격예측을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다. 이는 앞서의 도 3의 충격예측진행(134) 과정의 상세로 이해할 수도 있다. 본 항목에서는 3축 가속도센서를 사용한 경우만을 설명하도록 한다. 충격예측과정에 돌입하면 가속도를 샘플링(161)하며 이 가속도는 보다 빠른 반응 속도를 가지기 위해서 높은 샘플링 주기를 가지면 좋다. 샘플링된 가속도에 보정값(Offset)을 적용하고(162), 종전의 데이터와 누적하는 과정(163)을 거친다. 본 과정에서 일부의 필터링 기법이 적용될 수 있다. 누적된 데이터가 미리 정한 하위임계값(Lower Threshold) 안에 위치할 경우 지속시간 카운터를 증가시킨다(167). 이는 일정 시간 동안 하위임계값(Lower Threshold) 안에 데이터가 지속된다는 것은 자유 낙하 중임을 의미하기 때문이다. 반복된 샘플 및 데이터 판단 과정에서 일정시간이 지속되었을 경우(168), 충격예측 신호를 제어부에 전달한다(169). 데이터가 하위임계값 밖에 존재할 경우에는 지속시간 카운터를 초기화시킨다(165). 또한 자유 낙하시 뿐만 아니라 센서에 강한 힘이 작용하여 운동을 할 경우 충격이 발생한다. 따라서 가속도센서의 데이터가 상위임계값(Upper Threshold)를 벗어날 경우(166)도 마찬가지로 하드디스크를 정지시켜야 하며, 충격예측 신호를 전달한다(169). 6 is a flowchart illustrating a process of performing an impact prediction according to an embodiment of the present invention. This may be understood as the details of the impact prediction process 134 process of FIG. This section describes only the case where the 3-axis acceleration sensor is used. When entering the impact prediction process, the acceleration is sampled 161, and the acceleration may have a high sampling period in order to have a faster response speed. The correction value (Offset) is applied to the sampled acceleration (162), and accumulates with the previous data (163). Some filtering techniques can be applied in this process. If the accumulated data is within a predetermined lower threshold, the duration counter is incremented (167). This is because the data persists in the lower threshold for a certain period of time, meaning that it is free fall. If a predetermined time period continues in the repeated sample and data determination process (168), the impact prediction signal is transmitted to the control unit (169). If the data exists outside the lower threshold, the duration counter is initialized (165). In addition, a strong force is applied to the sensor as well as during the free fall, impact occurs. Therefore, if the data of the acceleration sensor is out of the upper threshold (Upper Threshold) (166) likewise must stop the hard disk, and transmits a shock prediction signal (169).

도 7은 일반 가속도센서 데이터와 필터링된 가속도센서 데이터를 도시한 도면이다. 위쪽의 일반 가속도센서데이터의 경우 충격이 예측되는 낙하상황임에도 불구하고 가속도센서 자체의 내부 충격으로 인한 미세 진동으로 인해 가속도출력이 매우 불규칙하게 나온다. 따라서 이를 직접 사용할 경우 충격예측 판별이 어렵다. 따라서 본 데이터를 필터링하여 가공가능한 데이터로 변경한 도면이 아래쪽 도면이다. 7 is a diagram illustrating general acceleration sensor data and filtered acceleration sensor data. In the case of general acceleration sensor data on the upper side, the acceleration output is very irregular due to the micro vibration caused by the internal shock of the acceleration sensor itself, even though the impact is expected to fall. Therefore, it is difficult to determine the impact prediction when using it directly. Accordingly, the figure below is a view of filtering the data into a processable data.

한편 앞서의 충격예측에 대한 특허와 차이점을 분석해도록 한다. 충격예측을 통한 하드디스크 손상 회피에 대한 가장 뛰어난 특허로 인정받는 일본 소니사의 특허 (일본특허, 평성11-45530) 의 경우 다음의 <수학식 2>에서 설명하는 방법으로 충격예측 신호를 판별하고 있다. On the other hand, we will analyze the patents and differences on the above impact prediction. Japanese Sony patent (Japanese Patent, Pyeongseong 11-45530), which is recognized as the best patent for avoiding hard disk damage through shock prediction, determines the shock prediction signal by the method described in Equation 2 below. .

Figure 112005027124678-PAT00002
Figure 112005027124678-PAT00002

이 때, G는 중력가속도를 의미하며, a는 가속도의 절대값을 의미한다. 또한 t는 a < G 인 구간의 시간을 의미한다. 즉 본 방법은 가속도의 절대값과 시간 요소만을 고려한 것이다. 그러나 실제 가속도센서의 출력은 공정 상의 이유로 각 가속도센서마다 차이가 있을 수 있으며, 이 때의 가속도 보정값(Offset)이 크게 적용될 수도 있다. 이 경우 소니사의 방식을 이용할 경우 감지 시간이 길어져 충격에서 회피하기 어려웠다. 도 8은 가속도센서가 공정 상의 이유로 차이가 생긴 경우 데이터 출력이다. 이 때 0G 출력이 나오지 않는 경우 보정값이 필요한 경우이다. 도 9는 가속도센서의 외부 온도 변화에 따른 데이터 출력을 도시한 도면이다. 각각 도 9a는 상온의 출력, 도 9b는 영상 50도의 출력, 도 9c는 영하 10도의 출력을 도시한 도면이다. 이 때 상온에서는 약 3% 이하의 오차로 0G로 볼 수 있는 출력을 내보내지만, 영상 50도와 영하 10도에서는 오차가 심해져 충격예측 판단이 어려워질 수 있다. 따라서 이 경우도 보정이 필요하다. In this case, G means gravitational acceleration and a means absolute value of acceleration. In addition, t means the time of the interval a <G. That is, this method considers only the absolute value of acceleration and the time factor. However, the actual acceleration sensor output may be different for each acceleration sensor for process reasons, and the acceleration correction value (Offset) at this time may be largely applied. In this case, when Sony's method is used, the detection time is long and it is difficult to avoid the shock. 8 is a data output when an acceleration sensor has a difference due to a process. At this time, if 0G output does not come out, it is the case that correction value is needed. 9 is a diagram illustrating data output according to an external temperature change of an acceleration sensor. 9A shows the output at room temperature, FIG. 9B shows the output of 50 degrees of image, and FIG. 9C shows the output of minus 10 degrees. At this time, the output that can be seen as 0G with an error of about 3% or less at room temperature, but the error is severe at 50 degrees and minus 10 degrees, it may be difficult to determine the impact prediction. Therefore, even in this case, correction is necessary.

도 10는 회전하며 낙하할 경우 가속도센서의 출력을 도시한 도면이다. 이상적인 운동계라면 회전, 즉 각운동에 의해서는 가속도의 출력이 없어야 하며 자유낙하 중이므로 가속도는 0G를 출력해야 한다. 그러나 실제적으로는 마찰 등의 다양한 이유로 인해 가속도센서의 출력이 스윙(Swing)을 하게 된다. 앞서의 소니사의 특허로는 본 문제를 해결할 수 없으며, 따라서 다른 방법의 충격예측 판단을 위한 방법이 필요하다.10 is a view showing the output of the acceleration sensor when the rotation falls. In an ideal kinematic system, there should be no output of acceleration by rotation, that is, angular motion, and the acceleration should output 0G because of free fall. However, in practice, the output of the acceleration sensor swings due to various reasons such as friction. The above-mentioned Sony patent cannot solve this problem, and therefore, there is a need for a method for determining an impact prediction of another method.

도 11은 본 특허의 실시예에 따라 충격예측 판단 원리를 도시한 도면이다. 절대값을 중력과 비교하지 않으며 자유낙하에 따른 0G 주변 영역에 임계영역(Threshold)를 두어 임계영역 안(Critical Domain)에 데이터가 존재할 경우 일정시간이 지나면 충격예측을 판단하는 것이다. 본 방법을 이용할 경우 가속도센서나 외부 환경에 의한 각종 오차로 인해 예측해야 하는 경우 예측하지 않는 오인식을 방지할 수 있으며, 절대값 방식의 경우 자유낙하가 아닌 약한 움직임에서도 충격예측을 하는 경우가 있으나 이동 기기에서 발생할 수 있는 약한 움직임에서는 반응하지 않아 예측하지 않아야 하는 경우 예측하는 오인식을 방지할 수 있다. 오인식을 할 경우 불필요하게 하드디스크를 로드/언로드함으로서 생기는 전력소모를 막을 수 있다. 11 is a diagram illustrating the principle of impact prediction in accordance with an embodiment of the present patent. The absolute value is not compared with gravity, and a threshold is placed in the area around 0G due to free fall, so that the impact prediction is determined after a certain time when there is data in the critical domain. When using this method, it is possible to prevent the unexpected misunderstanding when it is to be predicted due to various errors caused by the acceleration sensor or the external environment.In case of the absolute value method, the impact prediction may be performed even in the weak movement, not free fall. In the case of weak movements that can occur in the device, it does not react and thus prevents misunderstandings when it should not be predicted. In case of mis-recognition, power consumption caused by unnecessary load / unload of the hard disk can be prevented.

도 12는 본 특허의 실시예에 따라 낙하 및 투척에 대한 충격예측의 시간과 거리의 관계를 도시한 도면이다. 사용자의 의도적인 투척의 경우 초기 속도가 약 10m/s를 나타내며, 그 외의 부주의에 의한 낙하 및 투척의 경우 초기 속도가 2m/s 이하이다. 본 특허의 실시예에 따르면 부주의에 의한 경우 하위임계값에 진입하여 충격을 예측하며, 고의에 의한 경우 상위임계값에 진입하여 충격을 예측하게 된다.12 is a diagram showing a relationship between time and distance of impact prediction for dropping and throwing according to an embodiment of the present patent. In case of intentional throwing by the user, the initial speed is about 10 m / s, and in case of inadvertent dropping and throwing, the initial speed is 2 m / s or less. According to an exemplary embodiment of the present patent, when inadvertently enters the lower threshold value to predict the impact, if intentionally enters the upper threshold value to predict the impact.

상기와 같은 본 발명은, 하드디스크가 내장된 휴대기기에 탑재되어 충격예측 기능을 지원하여, 하드디스크를 충격으로부터 보호할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is mounted on a portable device having a built-in hard disk to support a shock prediction function, thereby protecting the hard disk from impact.

또한 본 발명은, 상기의 충격 보호의 과정이 범용적으로 수행될 수 있는 장 치의 구성을 제안함으로서 다양한 종류의 휴대기기에 탑재될 수 있다. 특히 상기의 과정이 높은 인식율과 낮은 오인식율을 가짐으로서 불필요한 전력 소모를 줄이고 시스템의 안정성을 높이는 효과가 있다.In addition, the present invention can be mounted on various kinds of portable devices by suggesting a configuration of the device that the above-mentioned impact protection process can be performed universally. In particular, the above process has a high recognition rate and a low false recognition rate, thereby reducing unnecessary power consumption and improving system stability.

Claims (5)

하드디스크의 충격을 예측하는 장치에 있어서,In the device for predicting the impact of the hard disk, 가속도 정보를 출력하는 가속도센서부와,An acceleration sensor unit for outputting acceleration information, 상기 출력의 공정요인 및 환경요인에 의한 오차를 보정하는 오류보정부와,An error correction unit for correcting errors caused by process factors and environmental factors of the output; 상기 보정된 출력 신호를 누적하여 설정된 상위 및 하위 임계값 내의 지속시간을 판단하여 충격예측 신호를 발생하는 데이터처리부와,A data processor which accumulates the corrected output signal and determines a duration within a set upper and lower threshold value to generate an impact prediction signal; 상기 충격예측 신호에 따라 하드디스크의 동작을 중단시키는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 상기 장치 The apparatus characterized in that the control unit for stopping the operation of the hard disk in response to the shock prediction signal 제 1항에 있어서, 상위 임계값의 판단 기준은 중력가속도 방향과 다른 방향의 가속도임을 특징으로 하며,The method of claim 1, wherein the criterion for determining the upper threshold is acceleration in a direction different from the direction of gravity acceleration. 그 크기는 중력가속도로 함을 특징으로 하는 상기 장치Said device being characterized by gravitational acceleration 제 1항에 있어서, 하위 임계값은 가속도센서의 공정 편차와,The method of claim 1, wherein the lower threshold value is equal to the process deviation of the acceleration sensor, 가속도센서의 온도 편차의 범위를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치Said device comprising a range of temperature deviations of the acceleration sensor 제 1항에 있어, 하위 임계값은 장치의 회전에 따른 가속도 센서의 출력 범위를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치The device of claim 1, wherein the lower threshold includes an output range of the acceleration sensor as the device rotates. 제 1항에 있어, 지속 시간은 가속도센서의 떨림 출력이 종료되는 시간까지를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치The apparatus as claimed in claim 1, wherein the duration includes the time until the vibration output of the acceleration sensor is terminated.
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