KR20090053503A - 디스크 드라이브의 헤드 로딩 속도 제어 방법 및 이를이용한 디스크 드라이브 - Google Patents

디스크 드라이브의 헤드 로딩 속도 제어 방법 및 이를이용한 디스크 드라이브 Download PDF

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Abstract

디스크 드라이브의 헤드 로딩 속도 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브가 개시되어 있다. 개시된 디스크 드라이브는, 정보를 저장하는 디스크; 디스크에 정보를 기록하거나 디스크로부터 정보를 읽어내는 헤드; 헤드를 이동시키는 액츄에이터; 및 헤드의 로딩 속도를 제어하는 것으로, 헤드가 디스크로 진입하면서 디스크의 서보 패턴을 읽어내기 시작할 때, 헤드의 진입 속도에 디스크의 편심에 의한 반복 오차를 보상하기 위한 정현파 목표 속도를 가산하는 제어부;를 포함한다.

Description

디스크 드라이브의 헤드 로딩 속도 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브{Method for controlling head loading velocity of hard disk drive and disk drive using the same}
본 발명은 디스크 드라이브의 헤드를 정위치에 위치시키게 하는 서보와 관련된 헤드 로딩 속도 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브에 관한 것이다.
디스크 드라이브(hard disk drive)는 정보 저장을 위해 사용되는 기록 장치이다. 통상적으로 정보는 자기 디스크의 동심원형 트랙들 위에 기록된다. 디스크는 스핀 모터에 회전 가능하도록 탑재되고, 정보는 보이스 코일 모터(voice coil motor; VCM)에 의해 회전되는 액츄에이터(actuator)에 탑재된 헤드에 의해 액세스 된다. VCM은 보이스 코일 모터 구동 전류에 의해 액츄에이터를 회전시키며, 그 결과 헤드가 디스크를 가로질러 이동된다.
최근 디스크 드라이브의 대부분은 램프(Ramp) 로딩(Loading) 방식을 적용하고 있다. 램프 로딩 방식을 적용하는 디스크 드라이브에서는, 해당 장치가 비동작 상태로 있을 때에는 헤드를 디스크 외측에 설치되는 램프에 언로딩하고 해당 램프 상에 형성되는 파킹 구역에 헤드가 정지된다. 이 때문에 램프 로딩 방식을 적용하 는 경우에는 비동작 상태에서 외부로부터 장치에 진동이 가해져도 헤드가 디스크 매체에 충돌하는 우려가 없으므로 헤드 또는 디스크가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 램프 로딩 방식에서는 헤드를 로딩할 때, 헤드가 디스크 매체에 접근하기 전까지 해당 디스크 매체에 기록되어 있는 서보(Servo) 정보를 헤드를 통해 읽지 못하므로, 헤드의 로딩 속도를 제어하기 위해, VCM의 역기전력과 같은 구동 인자를 이용한다. 가령, 미국공개특허 2002-054451호에는 디스크 드라이브에서 보이스 코일 모터의 역기전력을 측정하는 방법과 이를 이용하여 서보 신호없이 보이스 코일 모터의 속도를 제어하는 기술이 제시되어 있으며, 미국공개특허 2002-149873호에는 보이스 코일 모터로 흐르는 전류 값을 검출하여 역기전력을 측정하는 기술이 제시되어 있다.
이와 같이 VCM의 역기전력 등의 구동 인자를 이용하여 헤드의 로딩 속도를 제어하면서, 헤드가 디스크의 서보 패턴이 존재하는 영역으로 진입하면 서보 패턴을 읽는다.
다음으로, 헤드가 디스크 상의 원하는 위치로 진입하게 되면, 헤드의 디스크 상의 진입 속도를 0에 가깝게 하는 브레이크 제어를 수행하고, 트랙 추종 서보(track following servo) 또는 탐색 서보(seek servo)를 시작하여, 디스크로부터 원하는 정보를 읽어내거나 디스크에 정보를 기록하는 동작을 수행한다.
디스크의 정보 용량이 비약적으로 늘어남에 따라 트랙 밀도가 높아지고 있다. 이와 같이 트랙 밀도가 높아짐에 따라, 헤드가 램프로부터 디스크로 로딩하여, 디스크 상의 서보 패턴을 읽는 서보 초기의 헤드 로딩 속도를 더욱 정교하게 제어할 필요가 있다. 특히, 자기기록되는 위치를 미리 패터닝한 이산 트랙 매체(discrete track media)나 비트 패턴 매체(bit patterned media)를 채용한 하드디스크 드라이브의 경우, 원형으로 패터닝된 트랙의 중심과, 디스크의 회전 중심이 일치하지 않아 편심이 발생할 수 있으며, 이 경우, 헤드가 디스크 상으로 로딩하면서 서보 패턴을 읽는 단계에서, 헤드가 읽는 서보 정보에는 디스크 편심에 의한 반복적 외란이 개입되어, 서보 초기에 문제점이 발생될 수 있다. 이에 본 발명은 디스크 편심을 고려하여 안정적으로 서보를 시작할 수 있도록 하는 디스크 드라이브의 헤드 로딩 속도 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브는,
정보를 저장하는 디스크;
상기 디스크에 정보를 기록하거나 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 헤드;
상기 헤드를 이동시키는 액츄에이터; 및
상기 헤드의 로딩 속도를 제어하는 것으로, 상기 헤드가 디스크로 진입하면서 디스크의 서보 패턴을 읽어내기 시작할 때, 헤드의 진입 속도에 디스크의 편심 에 의한 반복 오차를 보상하기 위한 정현파 목표 속도를 가산하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브의 헤드 로딩 속도 제어 방법은 헤드가 램프에서 디스크로 로딩할 때, 헤드의 로딩 속도를 제어하는 방법으로서,
(a)구동인자로부터 헤드의 디스크로의 이동 속도를 연산하는 단계;
(b)상기 연산된 헤드의 이동 속도 또는 서보 패턴으로부터 헤드 위치를 추정하여, 서보 개시 여부를 판단하는 단계; 및
(c) 서보를 시작하기 전에, 헤드의 진입 속도에 디스크의 편심에 의한 반복 오차를 보상하기 위한 정현파 목표 속도를 가산하는 단계;를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 일반적인 디스크 드라이브의 구성을 나타내는 도면이다.
디스크 드라이브(100)는 스핀들 모터(114)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 디스크(112)를 포함하고 있다. 디스크 드라이브(100)는 디스크(112)의 표면에 인접되게 위치한 헤드(120)를 포함한다. 헤드(120)는 디스크(112)의 표면에 형성된 자 계를 감지하거나 디스크의 표면을 자화시킴으로써 회전하는 디스크(112)로부터 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 비록 도 1에 있어서 단일의 헤드로 도시되어 있지만, 이는 디스크(112)를 자화시키기 위한 기록 헤드와 디스크(112)의 자계를 감지하기 위한 분리된 재생 헤드로 이루어진다.
헤드(120)는 헤드와 디스크(112)의 표면 사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 헤드(120)는 서스펜션(122)에 결합되어 있다. 헤드(120)와 서스펜션(122)이 결합된 구조를 헤드 스택 어셈블리(HSA; head stack assembly, 122)이라 한다. 여기서 서스펜션(122)은 보이스 코일(126)을 갖는 액츄에이터 암(124)에 부착되어 있다. 보이스 코일(126)은 보이스 코일 모터(VCM; voice coil motor, 130)를 특정하는(지지하는) 마그네틱 어셈블리에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(126)에 공급되는 전류는 피봇 베어링(132)을 중심축으로 하여 액튜에이터 암(124)을 회전시키는 토크를 발생시킨다. 액튜에이터 암(124)의 회전은 디스크(112)의 표면을 가로질러 헤드를 이동시킨다.
도 2는 디스크 드라이브의 동작을 나타내는 블럭도이다.
디스크 드라이브(100)는 R/W(리드/라이트) 채널 회로(204) 및 리드 프리앰프 & 라이트 드라이버 회로(206)에 의하여 헤드(120)에 결합된 컨트롤러(202)를 포함하고 있다. 상기 컨트롤러(202)로는 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor), 마이크로프로세서, 마이크로 콘트롤러 등이 될 수 있다.
컨트롤러(202)는 디스크(112)로부터 데이터를 리드하거나 또는 디스크(112)에 데이터를 기록하기 위하여 리드/라이트 채널(204)로 제어신호를 공급한다. 정보 는 전형적으로 R/W 채널 회로(204)로부터 호스트 인터페이스 회로(210)로 전송된다. 호스트 인터페이스 회로(210)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위한 제어 회로를 포함하고 있다.
R/W 채널 회로(204)는 재생 모드에서는 헤드(120)로부터 읽혀져 리드 프리앰프 & 라이트 드라이버 회로(206)에서 증폭된 아날로그 신호를 호스트 컴퓨터(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 변조시켜 호스트 인터페이스 회로(210)로 출력하고, 기록 모드에서는 호스트 컴퓨터로부터의 사용자 데이터를 호스트 인터페이스 회로(210)를 통하여 수신하여 디스크에 기록할 수 있도록 기록 전류로 변환시키고 이를 리드 프리앰프 & 라이트 드라이버 회로(206)로 출력시키도록 신호처리를 실행한다.
컨트롤러(202)는 보이스 코일(126)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동 회로(208)에 결합된다. 컨트롤러(202)는 VCM의 여기 및 헤드의 움직임을 제어하기 위하여 VCM 구동 회로(208)로 제어신호를 공급한다. 컨트롤러(202)는 읽기 전용 메모리(ROM : Read Only Memory, 214) 또는 플레쉬 메모리와 같은 비휘발성 메모리 및 랜덤 억세스 메모리(RAM : Random Access Memory, 216)에 결합되어 있다. 메모리(214, 216)는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 컨트롤러(202)에 의하여 사용되는 명령어 및 데이터를 포함하고 있다.
도 3은 램프 로딩 방식에 있어서 액츄에이터의 로딩/언로딩 동작을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 로딩/언로딩 동작을 더욱 상세히 나타내는 도면이다.
램프 로딩(ramp loading) 방식의 디스크 드라이브(100)는 디스크(112)의 외측에 구비된 램프(121) 및 액츄에이터 암(124)에 형성된 래치(123)를 포함한다. 보이스 코일 모터(130)에 구동 전류가 인가되면, 액츄에이터 암(124)은 피봇 베어링(132)을 축으로 회전하게 되고, 래치(123)는 램프의 표면들(121a 내지 121d)을 활강(slide)하게 된다. 도 3에 있어서 시계 방향의 이동 방향은 언로딩(Unloading) 방향이고, 반시계 방향의 이동 방향은 로딩(Loading) 방향이다. 헤드(120)가 언로딩 되면 액츄에이터(124) 암에 형성된 래치(123)는 제1 경사면(121a), 평탄면(121b) 및 제2 경사면(121d)를 거쳐 램프의 파킹 표면(121d)과 접촉한다. 상기 래치(123)는 헤드(120)가 램프의 파킹 위치를 넘어 램프 밖으로 뛰어나가는 것을 방지하기 위해 액츄에이터의 동작을 규제하는 장치이다. 이는 통상 마그넷(Magnet)으로 구성된다.
헤드(120)가 로딩될 때, 액츄에이터(124)는 로딩 방향으로 회전하여 헤드(120)를 회전하는 디스크(112) 위로 옮긴다. 래치(123)는 램프(121)의 표면들 위로 미끄러지게 되고, 램프의 각 표면들(121b 내지 121d)을 차례로 통과하여 제1 경사면을 통해 디스크에 안착된다. 여기서 제1 경사부(121a) 및 제2 경사부(121c)는 언로딩/ 로딩시 헤드(120)를 매끄럽게 이동가능하게 하고, 파킹부(121d)는 헤드가 안착되는 장소이며, 상기 제1 경사부(121a)의 상단과 제2 경사부(121c)의 상단은 평탄부(121b)가 연결한다. 상기 제1 경사부(121a)에 도달한 헤드은 이후 디스크 위로 진입하게 된다.
헤드(120)가 언로딩 될 때, 액츄에이터 암(124)은 언로딩 방향으로 회전하여 헤드(120)를 회전하는 파킹 위치(121d)로 옮긴다. 래치(123)는 램프(121)의 표면 위로 미끄러지게 되고, 램프의 각 표면들(121a 내지 121c)을 차례로 통과하여 파킹부(121d)에서 접촉하게 된다. 파킹부(121d)에 안착된 헤드는 래치(123)에 의해 고정되므로 외부에서 진동이 가해지더라도 안정된 상태로 존재하게 된다. 헤드가 파킹부(121d)에 존재한다는 것은 스탠바이 모드에 진입했음을 의미한다.
도 5는 헤드가 램프상에서 디스크로 이동할 때의 헤드 로딩 제어 시스템의 블럭도이다. 도 5를 참조하면, 디스크로 이동할 때의 헤드 로딩 제어 시스템은 속도 연산부(320)와 위치 추정부(340)를 포함한다.
속도 연산부(320)는 보이스 코일에 생성되는 역기전력을 이용하여 액츄에이터에 부착된 헤드의 이동 속도를 연산한다. 스탠바이 모드에서 동작 모드로 변환되면, 보이스 코일 모터(VCM:Voice coil moter)에 구동 전류가 인가된다. 상기 구동 전류는 시간에 따라 변화하는 AC 전류이므로 패러데이 법칙에 의해 보이스 코일에 역기전력이 발생한다. 발생된 역기전력은 속도 연산부(320)를 통해 상기 역기전력에 상응하는 속도 값으로 변환된다. 속도 연산부(320)는 보이스 코일에 발생한 역기전력을 이용하여 액츄에이터에 부착된 헤드의 속도를 산출하기 위해 역기전력 검출부(322), A/D 변환부(324) 및 액츄에이터 속도 연산부(326)를 구비할 수 있다. 역기전력 검출부(322)는 컨트롤러(미도시)의 내부 또는 외부에 설치되어, 헤드가 디스크로 로딩되는 시간 동안에 발생하는 역기전력을 검출한다. 이는 로딩이 완료되는 시점까지 계속된다. 검출된 역기전력은 아날로그 신호이기 때문에 컨트롤러가 이를 해석할 수 있도록 A/D 변환부(324)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 디지털 신호로 변환된 역기전력 신호는 액츄에이터 속도 연산부(326)로 입력되어 상기 역기전력에 대응되는 속도 값으로 산출되어 출력된다. 이는 위치 추정부(340)로 입력된다. 상기 A/D 변환부(324)와 액츄에이터 속도 연산부(326)의 순서는 서로 바뀔 수 있다. 본 실시예에서의 보이스 코일에 생성되는 역기전력은 액츄에이터의 구동과 관련된 구동인자의 일례이다.
위치 추정부(340)는, 속도 연산부(320)에서 추정되는 헤드의 로딩 속도와, VCM에 인가되는 전류를 지속 시간 등을 이용하여, 헤드의 위치를 추정한다. 이와 같이 헤드의 위치를 추정함으로써, 헤드의 로딩을 적절히 제어할 수 있다.
다음으로, 헤드의 위치를 추정하여, 헤드가 디스크 상으로 이동한 것으로 판단하게 되면, 헤드가 서보 패턴의 정보를 안정적으로 읽을 수 있도록 디스크 편심을 고려하면서 원하는 위치로 헤드를 이동시킨다. 도 6은 헤드가 디스크 상으로 이동한 이후의 디스크 편심을 고려한 헤드 로딩 속도 제어 시스템의 블럭도이다.
헤드가 디스크의 서보 패턴이 기록된 위치에 진입할 때의 진입 목표 속도와 디스크 편심을 고려한 정현파 목표 속도를 입력 신호로 한다. 진입 목표 속도는 헤드가 서보를 안정적으로 시작할 수 있는 이동 속도이다. 정현파 목표 속도는 디스크 편심에 의한 반복오차를 보정할 수 있는 보정 속도이다.
이러한 정현파 목표 속도는 디스크의 서보 정보를 읽는 과정에서 발생되는 위치 에러 신호(Position error signal; PES)로부터 얻어질 수 있다. 즉, 헤드에 의해 읽혀지는 서보 패턴으로부터 위치 에러 신호(PES)를 디스크 회전주파수에서의 고속 푸리에 변환(fast fourier transform; FFT)을 수행하여, 정현파의 크기와 위 상을 얻어낼 수 있다. 이 정현파는 디스크의 편심에 의한 반복오차에 해당되며, 이 정현파의 미분으로부터 정현파의 목표 속도를 얻는다. 이와 같이 얻어진 정현파 목표 속도가 가산기(420)를 통해 진입 목표 속도 신호에 더해짐으로써, 헤드의 진입 속도는 디스크의 편심에 대응할 수 있게 된다. 아울러, 헤드의 위치를 이동시키는 액츄에이터(440)의 실제 위치를 나타내는 신호(450)가 음의 방향으로 피드백 되어 가산기(420)를 통해 진입 목표 속도 신호에 더해질 수 있다. 이와 같이 얻어지는 정현파 목표 속도는 이후 수행되는 트랙 추종 서보(track following servo) 또는 탐색 서보(seek servo)의 초기값으로 유용하게 사용될 수 있다.
진입 목표 속도에 정현파 목표 속도가 가산되어 VCM 제어부(430)에 입력되면, VCM 제어부(430)는 소정의 구동 전류로서 액츄에이터(440)를 구동하여 헤드를 이동시킨다. 이때, 헤드의 이동 위치에 디스크 편심에 의한 반복적 변화를 반영함으로써, 이후의 후속 동작을 안정적으로 수행할 수 있게 된다. 즉, 헤드를 원하는 위치로 이동시킨 후, 헤드의 이동 속도를 0에 가깝게 하면서 트랙 추종 서보 또는 탐색 서보를 안정적으로 시작하게 된다.
본 실시예에서는 정현파 목표 속도를 로딩 동작 중에 서보 패턴으로부터의 PES를 이용하여 얻어지는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 디스크 편심에 의한 반복 오차는 디스크의 제조 단계 또는 디스크가 디스크 드라이브에 조립되는 단계에서 발생되는 것이므로, 상기와 같이 정현파 목표 속도를 얻은 다음에, 이 정현파 목표 속도를 메모리(도 2의 214,216)에 저장해 놓고, 로딩할 때마다 메모리(214,216)에 저장된 정현파 목표 속도를 이용할 수도 있다. 가령, 상기 정현파 목표 속도는 디스크 드라이브의 제조 단계에서 조립 공정을 완료한 후, 메모리에 저장될 수도 있다.
도 7은 디스크 편심을 고려하지 않은 경우의 헤드의 추정위치와 서보 패턴으로부터 얻어지는 디스크상의 헤드 위치를 나타낸 그래프이며, 도 8은 디스크 편심을 고려한 헤드의 추정위치와 서보 패턴으로부터 얻어지는 디스크상의 헤드 위치를 나타낸 그래프이다. 도 7과 도 8은 5,400 RPM으로 회전하는 100,000 TPI(track per inch)의 디스크에 편심이 400 트랙만큼 있고, 0.1 ips(inch per second)로 헤드를 천천히 디스크 상에서 이동하는 경우의 시뮬레이션 결과이다. 도 7과 도 8을 참조하면, 점선은 VCM의 역기전력으로부터 추정한 헤드의 위치를 시간에 따라 나타낸 것으로, 점선의 기울기는 헤드가 디스크 위를 이동하는 속도를 나타낸다. 한편, 실선은 서보 패턴으로부터 검출한 값으로 헤드가 읽고 있는 디스크 상의 헤드 위치를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 디스크의 편심에 의해 서보 패턴으로부터 얻어지는 디스크상의 헤드 위치가 90Hz의 주기로 변하고 있음을 볼 수 있다. 이와 같은 디스크 편심에 의한 외란은 트랙 간격이 크거나, 편심량이 작은 경우에는 오차 범위 안에서 처리될 수 있으나, 트랙 간격이 좁고, 편심량이 큰 경우에는 오차 범위를 벗어나, 헤드에 읽히는 서보 정보로부터 헤드가 디스크 상의 순간적인 위치와 속도를 정확히 파악할 수 없게 된다. 이 결과, 서보가 시작하여 정상 동작하는데 많은 시간이 소요되거나 디스크 편심에 의한 외란이 심한 경우, 서보 동작을 수행하지 못할 수 있다.
한편, 도 8을 참조하게 되면, 헤드는 디스크의 서보 패턴이 마련된 영역으로 진입하는 제1단계(I)와 헤드의 이동 속도에 디스크 편심에 의한 정현파 목표 속도를 보정하는 제2단계(II)와 헤드가 안정적으로 서보 정보를 읽을 수 있는 제3단계(III)로 구분지어 볼 수 있다. 먼저 헤드가 램프에서 디스크로 로딩하여 디스크의 서보 패턴이 마련된 위치에 접근하게 되면(제1단계(I)), 헤드의 이동 속도에 디스크 편심에 의한 외란을 보정할 수 있는 정현파 목표 속도를 가산하여 제2단계(II), 헤드의 이동에 디스크 편심에 의한 외란을 반영한다 제3단계(III). 도면에서 점선은 역기전력으로부터 추정되는 헤드의 위치로서, 제1단계(I)에서는 헤드가 정속으로 이동하고 있으나, 제3단계(III)에서는 디스크 편심에 대응하여 정현파의 속도 곡선을 갖게 됨을 알 수 있다. 한편, 서보 패턴으로부터 얻어지는 디스크 상의 헤드 위치는, 제1단계(I)에서는 디스크의 편심에 의한 외란 때문에 주기적인 변동이 있으나, 제3단계(III)에서는 시간에 따라 일정하게 이동하고 있음을 볼 수 있다. 이와 같이 서보 패턴으로부터 읽혀지는 디스크 상의 헤드 위치가 일정하게 변하게 되면, 헤드를 원하는 위치로 안정적으로 이동시켜 서보를 시작시킬 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 헤드의 로딩 속도 제어 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 헤드의 로딩 속도 제어 방법은 먼저 보이스 코일에 생성되는 역기전력을 이용하여 액츄에이터에 부착된 헤드의 이동 속도를 추정하여, 로딩 속도를 제어한다(S500). 이와 같은 역기전력으로부터 이동 속도를 추정하는 방법은 도 5를 참조하여 헤드 로딩 제어 시스템을 설명하면서 상세히 기술하였으므로 구체적인 설명은 생략한다. 다음으로, 연산된 헤드의 이동 속도로부터 헤드의 위치를 추정하여, 헤드가 디스크의 서보 패턴이 마련된 서보 영역에 진입하였는지를 판단한다(S510). 보이스 코일에 생성되는 역기전력을 이용하여 로딩 속도를 제어하는 단계(S500)는 헤드가 서보 영역으로 진입할 때까지 계속된다. 다음으로, 헤드가 서보 영역에 진입하였으며, 로딩 속도를 제어하는데 있어서 디스크의 편심을 고려한다. 이와 같은 디스크 편심을 고려한 로딩 속도 방법은 도 6을 참조하여 헤드 로딩 속도 제어 시스템을 설명하면서 상세히 기술하였으므로 구체적인 설명은 생략한다. 다음으로 이와 같이 디스크의 편심을 고려하여 로딩 속도를 제어하면서 서보를 수행한다. 이러한 서보 수행은 먼저 서보 패턴으로부터 헤드의 위치를 파악하여, 디스크의 원하는 위치로 이동시키면서 디스크의 이동 속도를 0에 가깝게 제어하는 브레이크 제어 단계(S530)와, 원하는 정보를 읽거나 기록하기 위해 탐색 서보를 개시하는 단계(S540)로 이어진다.
이러한 본 발명인 디스크 드라이브의 헤드 로딩 속도 제어 방법 및 디스크 드라이브는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스크 드라이브의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스크 드라이브의 동작을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 램프 로딩 방식에 있어서 엑츄에이터의 로딩 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 로딩 동작을 더욱 상세히 나타내는 도면이다.
도 5는 헤드가 램프상에서 디스크로 이동할 때의 헤드 로딩 제어 시스템의 블럭도이다.
도 6은 헤드가 디스크상으로 이동한 이후 디스크 편심을 고려한 헤드 로딩 속도 제어 시스템의 블럭도이다.
도 7은 디스크 편심을 고려하지 않은 경우의 헤드의 위치를 나타낸 그래프이다.
도 8은 디스크 편심을 고려한 헤드의 위치를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 로딩 속도 제어 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
100 : 디스크 드라이브 112 : 디스크
114 : 스핀들모터 120 : 헤드
121 : 램프 122 : 서스펜션
123 : 래치 124 : 액츄에이터 암
126 : 보이스 코일 130 : 보이스 코일 모터
132 : 피봇 베어링 134 : 트랙
202 : 컨트롤러 204 : R/W 채널
206 : 프리앰프 208 : VCM 구동부
210 : 호스트 인터페이스 214 : ROM
216 : RAM 320 : 속도 연산부
330 : 전류 변화량 연산부 340 : 위치 추정부
410...반복오차 보정부 430...VCM 제어부
440...액츄에이터

Claims (14)

  1. 정보를 저장하는 디스크;
    상기 디스크에 정보를 기록하거나 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 헤드;
    상기 헤드를 이동시키는 액츄에이터; 및
    상기 헤드의 로딩 속도를 제어하는 것으로, 상기 헤드가 디스크로 진입하면서 디스크의 서보 패턴을 읽어내기 시작할 때, 헤드의 진입 속도에 디스크의 편심에 의한 반복 오차를 보상하기 위한 정현파 목표 속도를 가산하는 제어부;를 포함하는 디스크 드라이브
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정현파 목표 속도는,
    서보 패턴으로부터 얻어지는 위치 에러 신호로부터 푸리에 변화하여 얻어지는 디스크 드라이브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상기 정현파 목표 속도가 저장되는 메모리를 더 포함하는 디스크 드라이브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 헤드의 디스크로의 진입 속도는 액츄에이터의 구동인자로부터 추정하는 디스크 드라이브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액츄에이터의 구동인자는 보이스 코일 모터의 역기전력인 디스크 드라이브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 헤드의 정현파 목표 속도로 보상된 진입 속도에 액츄에이터의 구동인자로부터 추정되는 헤드의 이동 속도를 피드백하는 디스크 드라이브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디스크는 자기 디스크인 디스크 드라이브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디스크는 자기 기록되는 위치가 제조단계에서 패터닝되는 이산 트랙 매체 또는 비트 패턴 매체인 디스크 드라이브.
  9. 헤드가 램프에서 디스크로 로딩할 때, 헤드의 로딩 속도를 제어하는 방법에 있어서,
    (a)구동인자로부터 헤드의 디스크로의 이동 속도를 연산하는 단계;
    (b)상기 연산된 헤드의 이동 속도 또는 서보 패턴으로부터 헤드 위치를 추정하여, 서보 개시 여부를 판단하는 단계; 및
    (c) 서보를 시작하기 전에, 헤드의 진입 속도에 디스크의 편심에 의한 반복 오차를 보상하기 위한 정현파 목표 속도를 가산하는 단계;를 포함하는 디스크 드라이브의 로딩 속도 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정현파 목표 속도는 서보 패턴으로부터 얻어지는 위치 에러 신호로부터 푸리에 변화하여 얻는 디스크 드라이브의 로딩 속도 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정현파 목표 속도를 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 디스크 드라이브의 로딩 속도 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 정현파 목표 속도는 디스크 드라이브의 제조 단계에서 메모리에 저장된 디스크 드라이브의 로딩 속도 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 헤드의 정현파 목표 속도로 보상된 진입 속도에 액츄에이터의 구동인자로부터 추정되는 헤드의 이동 속도를 피드백하는 디스크 드라이브의 로딩 속도 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 구동인자는 보이스 코일에서 생성되는 역기전력인 디스크 드라이브의 로딩 속도 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019168356A1 (ko) * 2018-02-28 2019-09-06 엘지전자 주식회사 모터 구동 장치

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