KR20070096122A - 하드 디스크 드라이브와 하드 디스크 드라이브의 내부온도제어방법 - Google Patents

하드 디스크 드라이브와 하드 디스크 드라이브의 내부온도제어방법 Download PDF

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Abstract

하드 디스크 드라이브와 상기 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법이 개시된다. 상기 하드 디스크 드라이브는 상기 하드 디스크 드라이브의 내부 온도에 상응하는 전압을 발생하는 서미스터, 상기 서미스터에 발생된 전압과 소정의 기준전압을 비교하고 비교신호를 출력하는 비교기, 상기 비교기로부터 출력된 상기 비교신호에 기초하여 랜덤 시크 동작(Random Seek Operation)의 수행 여부를 결정하여 제어신호를 출력하는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러부터 출력된 상기 제어신호에 기초하여 상기 랜덤 시크 동작을 수행하는 액츄에이터를 구비한다. 랜덤 시크 동작 및/또는 히터의 동작이 수행됨으로써 하드 디스크 드라이브의 내부온도를 적절한 온도로 신속하게 증가시키고 유지시킴으로써 하드 디스크 드라이브의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
하드 디스크 드라이브, 온도, 제어, 랜덤 시크, 히터

Description

하드 디스크 드라이브와 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법{Hard disk drive and method for controlling internal temperature of hard disk drive}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a는 일반적인 하드 디스크 드라이브 동작시간에 따른 비트 에러율(Bit Error Rate)을 나타낸 그래프이다.
도 1b는 일반적인 하드 디스크 드라이브의 내부온도에 따른 비트 에러율(Bit Error Rate)을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드 디스 크 드라이브의 내부온도 제어방법과 상기 방법을 수행할 수 있는 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브는 회전하는 디스크에 다수의 헤드들을 접근시켜 데이터를 쓰거나 읽는다. 일반적으로 헤드는 디스크를 자화시키는 쓰기 소자와 자기저항재료로 만들어져서 디스크의 자기장을 검출하는 별도의 읽기 소자를 구비한다. 이처럼 자기장을 이용하는 기록장치의 하나인 하드 디스크 드라이브는 온도에 민감한 특성을 갖는다. 이러한 특성은 하드 디스크 드라이브의 응용분야가 다양해짐에 따라, 고용량·고속화되는 하드 디스크 드라이브의 신뢰성에 심각한 문제를 야기시킨다.
특히 상당수의 하드 디스크 드라이브는 저온에서 읽기/쓰기에 문제가 발생한다. 도 1a는 일반적인 하드 디스크 드라이브 동작시간에 따른 비트 에러율(BER : Bit Error Rate)을 나타내고, 도 1b는 일반적인 하드 디스크 드라이브 내부온도에 따른 비트 에러율을 나타낸다. 도 1a와 도 1b를 참조하면, 하드 디스크 드라이브는 전원을 켜거나 절전 모드 (Power Saving Mode)로부터 웨이크 업(Wake Up) 되어 동작을 시작하는 시점에 드라이브의 내부온도가 낮기 때문에, 비트 에러율이 높아 신뢰성이 급격히 감소한다.
일반적으로 하드 디스크 드라이브의 내부온도를 측정하여 측정된 온도에 따라 미리 결정된 테이블로부터 리드(Read) 전치 증폭기의 증폭율, 라이트(Write) 할 신호의 증폭률 및 라이트 전류 등 다양한 파라미터를 조절함으로써 비트 에러율(BER)이 높아지는 문제점을 해결한다. 그러나 이 방법은 제약된 테이블과 헤드/미 디어(Head/Media)의 산포를 고려할 때, 상기의 문제점을 해결하기에는 역부족이다.
그리고, 히터를 사용하여 하드 디스크 드라이브의 내부온도를 증가시키는 방법은 온도를 증가시키는데 상당한 시간이 소요됨으로 신뢰성 문제를 해결하는데 한계가 따른다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 저온의 하드 디스크 드라이브의 내부온도를 랜덤 시크 동작과 히터의 동작을 동시에 수행함으로써 정보를 읽고 쓰는데 적절한 온도로 신속하게 증가시키고 유지시킴으로써 신뢰성이 향상된 하드 디스크 드라이브와 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 측면에 따른 하드 디스크 드라이브는 하드 디스크 드라이브의 내부 온도에 상응하는 전압을 발생하는 서미스터, 상기 서미스터에 발생된 전압과 소정의 기준전압을 비교하고 비교신호를 출력하는 비교기, 상기 비교기로부터 출력된 상기 비교신호에 기초하여 랜덤 시크 동작(Random Seek Operation)의 수행 여부를 결정하고 제어신호를 출력하는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러부터 출력된 상기 제어신호에 기초하여 상기 랜덤 시크 동작을 수행하는 액츄에이터를 구비한다.
상기 하드 디스크 드라이브는 상기 서미스터에 발생된 전압이 상기 소정의 기준전압보다 낮은 경우에 상기 비교기로부터 출력된 상기 비교신호에 응답하여 동 작하는 히터를 더 구비한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 측면에 따른 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법은 서미스터를 이용하여 하드 디스크 드라이브의 내부 온도에 상응하는 전압을 발생하는 단계, 비교기가 상기 서미스터에 발생된 전압과 소정의 기준전압을 비교하고 비교신호를 출력하는 단계, 컨트롤러가 상기 비교신호에 기초하여 랜덤 시크 동작의 수행 여부를 결정하고 상기 결정에 상응하는 제어신호를 출력하는 단계 및 액츄에이터가 상기 제어신호에 기초하여 상기 랜덤 시크 동작을 수행하는 단계를 구비한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 구성을 나타내는 불록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(100)는 온도 비교부(110), 컨트롤러(120), 보이스코일 모터(VCM : Voice Coil Motor) 구동부(130), 액츄에이터(또는 액츄에이터 암(actuator arm, 131)), 히터(140) 및 호스트 인터페이스(Host Interface, 150)를 구비한다.
온도 비교부(110)는 저항(R), 서미스터(112), 비교기(114) 및 스위치(116)를 구비한다. 상기 저항(R)은 제1전원(Vdd1)과 노드(111) 사이에 접속되고, 상기 서미스터(112)는 노드(111)와 접지(Vss) 사이에 접속된다. 상기 서미스터(112)는 하드 디스크 드라이브(100)의 내부온도에 상응하는 전압(Vr)을 발생한다. 비교기(114)는 서미스터(112)에서 발생된 전압(Vr)과 소정의 기준전압(Vref)을 비교하고 비교신호(COMP)를 출력한다. 스위치(116)는 비교기(114)로부터 출력된 비교신호(COMP)에 의하여 스위칭되어 제2전원(Vdd2)에 의하여 발생된 소정의 전류(Is)를 컨트롤러(120)와 히터(140)로 출력한다. 스위치(116)는 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제1전원(Vdd1)과 제2전원(Vdd2)은 서로 동일하거나 또는 서로 다를 수도 있다.
서미스터(112)는 양의 온도 계수(PTC : Positive Temperature Coefficient)를 가진 서미스터일 수 있으며, 헤드 디스크 어셈블리(HDA : Head Disk Assembly)를 구성하는 연성 인쇄 회로(FPC : Flexible Printed Circuit)에 구현될 수 있으나, 서미스터(112)는 하드 디스크 드라이브(100)의 내부온도를 측정하기 위하여 상기 하드 디스크 드라이브(10) 내부의 어디에도 구현될 수 있다.
비교기(114)는 제1입력단자(-)로 입력되는 양의 온도 계수를 가진 서미스터(112)에서 발생된 전압(Vr)과 제2입력단자(+)로 입력되는 소정의 기준전압(Vref)을 수신하고, 서미스터(112)에서 발생된 전압(Vr)이 기준전압(Vref)보다 낮은 경우 하이 레벨을 갖는 비교신호(COMP)를 출력하여 스위치(116)를 온(On)시킨다.
컨트롤러(120)는 스위치(116)가 온 되고 하드 디스크 드라이브(100)의 상태가 유휴상태(Idle Mode)라고 판단되면, 랜덤 시크 동작의 수행을 지시하는 제어신 호(CTR)를 보이스코일 모터 구동부(VCM 구동부, 130)로 출력한다.
컨트롤러(120)는 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor) 또는 마이크로프로세서(Microprocessor) 등으로 구현될 수 있으며, 소프트웨어(Software) 또는 펌웨어(Firmware)로 구현될 수 있다.
보이스코일 모터 구동부(130)는 컨트롤러(120)로부터 출력된 제어신호(CTR)에 기초하여 액츄에이터 또는 액츄에이터 암(131)을 구동시킨다. 액츄에이터 또는 액츄에이터 암(131)은 랜덤 시크 동작을 수행함으로써 하드 디스크 드라이브(100)의 내부온도를 증가시킨다. 상기 랜덤 시크 동작은 디스크 상의 특정 트랙(또는 실린더)을 엑세스(읽기 동작 또는 쓰기 동작)하지 않으면서 헤드가 장착된 엑츄에이터(또는 엑츄에이터 암)를 동작시키는 것을 말한다.
액츄에이터 또는 액츄에이터 암(131)에 의하여 랜덤 시크 동작이 수행되는 도중에 인터럽트(Interrupt)가 발생될 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 랜덤 시크 동작이 수행되는 도중에 호스트(미도시, 예컨대 호스트 컴퓨터)로부터 읽기/쓰기 명령이 호스트 인터페이스(150)를 통하여 컨트롤러(120)로 입력되면, 컨트롤러(120)는 보이스코일 모터 구동부(130)로 랜덤 시크 동작을 정지하라는 제어신호(CTR)를 출력하고, 읽기/쓰기 동작 명령을 수행한다.
랜덤 시크 동작을 수행하기 위한 논리 블록 주소들(Logical Block Addresses)을 찾기 위해서 수도-랜덤 시퀀스(Pseudo-Random Sequence)를 생성하는 소정의 스크램블러(Scrambler)가 사용될 수 있다. 상기 소정의 스크램블러는 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다.
히터(140)는 하드 디스크 드라이브(100)의 내부에 위치하며, 스위치(116)가 온 되면 동작하여 하드 디스크 드라이브(100) 내부온도를 증가시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 서미스터(112)에서 하드 디스크 드라이브(100)의 내부 온도에 상응하는 전압(Vr)이 발생된다(S210). PTC 서미스터(112)는 하드 디스크 드라이브(100)의 내부온도가 증가할수록 높은 전압(Vr)을 발생한다.
비교기(114)는 서미스터(112)의 전압(Vr)이 소정의 기준전압(Vref)보다 낮은지의 여부를 판단한다(S220). 판단 결과, 서미스터(112)의 전압(Vr)이 소정의 기준전압(Vref)보다 높으면 S210 단계가 수행된다.
서미스터(112)의 전압(Vr)이 소정의 기준전압(Vref)보다 낮으면, 랜덤 시크 동작(S240) 및/또는 히터(140)가 동작한다(S260).
랜덤 시크 동작 수행(S240)에 앞서서, 하드 디스크 드라이브(100)의 컨트롤러(120)는 하드 디스크 드라이브(100)의 상태를 판단하고(S230), 하드 디스크 드라이브(100)가 소정의 명령을 수행하고 있는 경우, 랜덤 시크 동작은 수행되지 않는다. S230 단계의 판단 결과, 하드 디스크 드라이브(100)가 유휴 상태에 있으면, 본 발명에 따른 랜덤 시크 동작이 수행된다(S240).
컨트롤러(120)는 랜덤 시크 동작이 수행되는 도중에 인터럽트의 발생 여부를 판단한다(S250). S250 단계의 판단 결과, 인터럽트가 발생되지 않을 경우 랜덤 시크 동작은 하드 디스크 드라이브(100)의 내부온도가 소정의 기준에 도달할 때까지 계속 수행된다. 상기 소정의 기준은 온도 및/또는 시간일 수 있다. 만일, 서미스터(112)에서 발생된 전압(Vr)이 기준전압(Vref)보다 높은 경우, 비교신호(COMP)는 로우 레벨을 가지므로 랜덤 시크 동작은 중지된다. S250 단계의 판단 결과, 인터럽트가 발생되면 랜덤 시크 동작은 정지된다.
본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성될 수 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 소정의 기록매체에 저장될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브와 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법은 저온의 하드 디스크 드라이브의 내부 온도를 랜덤 시크 동작 및/또는 히터 동작을 수행함으로써 안정적인 읽기/쓰기가 가능한 적절한 온도로 신속하게 증가시키고 유지시켜 하드 디스크 드라이브의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 하드 디스크 드라이브에 있어서,
    상기 하드 디스크 드라이브의 내부 온도에 상응하는 전압을 발생하는 서미스터;
    상기 서미스터에 발생된 전압과 소정의 기준전압을 비교하고 비교신호를 출력하는 비교기;
    상기 비교기로부터 출력된 상기 비교신호에 기초하여 랜덤 시크 동작(Random Seek Operation)의 수행 여부를 결정하고 제어신호를 출력하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러부터 출력된 상기 제어신호에 기초하여 상기 랜덤 시크 동작을 수행하는 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하드 디스크 드라이브는,
    상기 서미스터에 발생된 전압이 상기 소정의 기준전압보다 낮은 경우에 상기 비교기로부터 출력된 상기 비교신호에 응답하여 동작하는 히터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  3. 서미스터를 이용하여 하드 디스크 드라이브의 내부 온도에 상응하는 전압을 발생하는 단계;
    비교기가 상기 서미스터에 발생된 전압과 소정의 기준전압을 비교하고 비교 신호를 출력하는 단계;
    컨트롤러가 상기 비교신호에 기초하여 랜덤 시크 동작의 수행 여부를 결정하고 상기 결정에 상응하는 제어신호를 출력하는 단계; 및
    액츄에이터가 상기 제어신호에 기초하여 상기 랜덤 시크 동작을 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법은,
    상기 비교신호에 기초하여 히터의 동작을 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 랜덤 시크 동작을 수행하는 단계는,
    상기 하드 디스크 드라이브의 상태가 유휴 상태(Idle Mode)일 때, 상기 액츄에이터는 상기 제어신호에 기초하여 상기 랜덤 시크 동작을 수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 내부온도 제어방법.
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