KR20090078689A - 하드디스크 드라이브 및 하드디스크 드라이브의 자동재할당 제어 방법 - Google Patents

하드디스크 드라이브 및 하드디스크 드라이브의 자동재할당 제어 방법 Download PDF

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Abstract

하드디스크 드라이브 및 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법은, 하드디스크 드라이브의 동작 시 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생될 때, 디스크 상에 미리 설정된 적어도 하나의 샘플 트랙으로부터 측정 PES(위치 에러 신호, Position Error Signal)값을 측정하는 단계; 및 (b) 측정 PES값과, 공정에서 측정된 적어도 하나의 샘플 트랙의 공정 PES값을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 쓸데없는 자동 재할당(Auto Reassign)이 실행되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 액세스(access) 속도나 데이터 처리 속도 등과 같은 퍼포먼스가 향상될 뿐만 아니라, 읽기/쓰기 헤드의 데이터 기록 및 재생 작업의 안정성을 향상시킬 수 있다.
하드디스크 드라이브, 자동 재할당, PES, 샘플 트랙

Description

하드디스크 드라이브 및 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법{Hard Disk Drive and Method for Controlling Auto Reassign Thereof}
본 발명은, 하드디스크 드라이브 및 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드의 데이터 기록 및 재생 작업의 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 쓸데없는 자동 재할당(Auto Reassign)을 방지할 수 있는 하드디스크 드라이브 및 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive)는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지털 전자 펄스를 보다 영구적인 자기장으로 바꾸어서 데이터를 기록 및 재생해주는 방식의 기억장치로서, 대량의 데이터를 고속으로 액세스(access)할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조 기억장치 등으로서 현재 널리 사용되고 있다.
이러한 하드디스크 드라이브는 최근 높은 TPI(Track Per Inch, 인치당 트랙 수) 및 높은 BPI(Bits Per Inch, 인치당 비트 수) 구현으로 고용량화되고 있으며, 그 적용 영역도 확대되고 있는 실정이다. 이에 따라 최근에는 노트북, PDA, 휴대폰 등 휴대 가능한 전자제품에서 사용될 수 있는 소형의 하드디스크 드라이브에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 실제 최근 직경이 2.5인치의 하드디스크 드라이브가 개발되어 노트북 등에 이미 적용되고 있으며, 이보다 더 소형인 0.85인치의 소형 하드디스크 드라이브에 대한 연구 개발이 활발히 진행 중으로서 휴대폰이나 MP3 등에도 이미 일부 채택되었거나 채택될 예정이다.
하드디스크의 일반적인 구성에 대해서 설명하면, 하드디스크 드라이브는, 샤프트에 대해 회전 가능하게 지지되는 복수의 디스크를 구비하는 디스크 팩과, 디스크에 대한 데이터의 기록 및 재생 작업을 수행하기 위한 읽기/쓰기 헤드가 선단에 장착된 헤드 스택 어셈블리와, 헤드 스택 어셈블리를 구동시키기 위한 보이스코일모터와, 인쇄회로기판조립체와, 베이스와, 커버를 포함한다.
이러한 구성에 의해, 전원이 인가되면, 헤드 스택 어셈블리는 소정의 회동축을 중심으로 회동하여 그 선단에 장착된 읽기/쓰기 헤드가 목표로 하는 디스크 상에 위치할 수 있으며, 실질적으로 동시에 디스크가 회전하여 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드가 적절한 부상 높이를 유지할 수 있다.
그런데, 이러한 드라이브 동작이 정상적인 환경에 이루어지는 경우, 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 작업이 신뢰성 있게 이루어질 수 있으나, 하드디스크 드라이브의 동작 시 온도, 압력 및 습도 등의 특정 조건이 미리 설정된 기준온도, 기준습도 및 기준압력의 범위로부터 벗어난 극한 상황에 도달하게 되면 하드디스크 드라이브가 물리적으로 이상 동작을 하는 경우가 발생하게 된다.
도 1a는 하드디스크 드라이브가 극한 환경에서 구동될 때, 위치 에러 신호에 대한 정보를 도시한 그래프이고, 도 1b는 하드디스크 드라이브가 정상 환경에서 구 동될 때, 위치 에러 신호에 대한 정보를 도시한 그래프이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 하드디스크 드라이브이 내부 환경이 극한 환경일 때와 정상 환경일 때의 위치 에러 신호는 현저한 차이가 있다. 즉, 온도, 압력 및 습도 등이 극한 상황에서 하드디스크 드라이브가 구동되면 위치 에러 신호의 주파수 변화가 급격히 일어나게 된다. 이는 미리 설정된 범위를 벗어나는 것으로서, 이러한 위치 에러 신호를 갖는 상황에서 디스크에 대한 읽기 쓰기 헤드의 데이터 기록 및 재생 작업을 계속하게 되면 인접 트랙을 지우거나 손상시킬 수 있으며, 또는 디스크에 대한 읽기 쓰기 헤드의 데이터 기록 및 재생 작업이 제대로 수행되지 않음으로써 쓸데없는 자동 재할당(Auto Reassign)을 발생시킬 수 있다.
자동 재할당이란, 에러가 발생한 트랙을 스페어 영역(Spare Area)으로 대체시키는 것으로서, 제조 공정 이후 발생되는 디펙트 트랙(데이터를 기록 및 재생할 수 없는 불량 트랙)를 추후에 액세스(access)하지 않게 함으로써 사용자 데이터를 보호하는 것이다. 이러한 자동 재할당은, 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생되는 모든 경우에 수행되는 것이 일반적이다.
그런데, 이러한 자동 재할당이 하드디스크 드라이브의 정상 동작이 불가능한 극한 환경 시에도 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생될 때마다 수행된다면, 액세스(access) 속도나 데이터 처리 속도 등이 저하될 수 있으며, 이로 인해 하드디스크 드라이브의 성능(Performance)이 저하될 수 있는 문제가 있다.
따라서, 하드디스크 드라이브의 정상 동작이 불가능한 극한 환경 시의 읽기/ 쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트가 발생되는 경우가 아닌, 트랙에 실제 디펙트가 있는 경우에 한해 자동 재할당을 수행함으로써 쓸데없는 자동 재할당의 실행을 방지하고, 이로 인해 액세스 속도나 데이터 처리 속도 등을 향상시킬 수 있으며, 또한 데이터 관리를 안정적으로 할 수 있는 하드디스크 드라이브의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 쓸데없는 자동 재할당(Auto Reassign)이 실행되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 액세스(access) 속도나 데이터 처리 속도 등과 같은 퍼포먼스가 향상될 뿐만 아니라, 읽기/쓰기 헤드의 데이터 기록 및 재생 작업의 안정성을 향상시킬 수 있는 하드디스크 드라이브 및 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 하드디스크 드라이브의 동작 시 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생될 때, 상기 디스크 상에 미리 설정된 적어도 하나의 샘플 트랙으로부터 측정 PES(위치 에러 신호, Position Error Signal)값을 측정하는 단계; 및 (b) 상기 측정 PES값과, 공정에서 측정된 상기 적어도 하나의 샘플 트랙의 공정 PES값을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특 징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 측정 PES값으로부터 상기 공정 PES값을 뺀 값의 절대값을 구하는 단계; 및 (b2) 상기 절대값과 미리 설정된 기준값(Threshold)을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (b2) 단계는, 상기 절대값이 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는 것으로 판단하여 자동 재할당의 미실행을 결정하는 단계인 것이 바람직하다.
(c) 상기 (b2) 단계에서 자동 재할당의 미실행을 결정하는 경우, 자동 재할당을 미실행하고 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는 것에 대한 정보를 유저(user)에게 경고하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (b2) 단계는, 상기 절대값이 상기 기준값보다 작은 경우, 상기 샘플 트랙의 추가 디펙트로 판단하여 자동 재할당의 실행을 결정하는 단계인 것이 바람직하다.
상기 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건은, 미리 설정된 기준온도, 기준습도 및 기준압력의 범위를 벗어나는 온도, 습도 및 압력 중 적어도 어느 하나의 환경 하이다.
또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스크 상에 데이터를 기록하거나 상기 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하기 위한 읽기/쓰기 헤드; 및 하드디스크 드라 이브의 동작 시 상기 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생될 때, 상기 디스크 상에 미리 설정된 적어도 하나의 샘플 트랙으로부터 측정 PES(위치 에러 신호, Position Error Signal)값을 측정하고, 상기 측정 PES값과, 공정에서 측정된 상기 적어도 하나의 샘플 트랙의 공정 PES값을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 측정 PES값으로부터 상기 공정 PES값을 뺀 값의 절대값을 구한 다음, 상기 절대값과 미리 설정된 기준값(Threshold)을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 것이 바람직하다.
상기 콘트롤러는, 상기 절대값이 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는 것으로 판단하여 자동 재할당의 미실행을 결정할 수 있다.
상기 콘트롤러는, 자동 재할당의 미실행을 결정하는 경우, 자동 재할당을 미실행하고 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는 것에 대한 정보를 유저(user)에게 경고할 수 있다.
상기 콘트롤러는, 상기 절대값이 상기 기준값보다 작은 경우, 상기 샘플 트 랙의 추가 디펙트로 판단하여 자동 재할당의 실행을 결정할 수 있다.
상기 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건은, 미리 설정된 기준온도, 기준습도 및 기준압력의 범위를 벗어나는 온도, 습도 및 압력 중 적어도 어느 하나의 환경 하이다.
본 발명에 따르면, 쓸데없는 자동 재할당(Auto Reassign)이 실행되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 액세스(access) 속도나 데이터 처리 속도 등과 같은 퍼포먼스가 향상될 뿐만 아니라, 읽기/쓰기 헤드의 데이터 기록 및 재생 작업의 안정성을 향상시킬 수 있다.
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, 첨부된 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 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1)는, 데이터를 기록 및 재생하기 위한 적어도 하나의 디스크(11, Disk)를 구비하는 디스크 팩(10, Disk Pack)과, 인쇄회로기판조립체(20, PCBA, Printed Circuit Board Assembly)와, 디스크(11) 상에 데이터를 기록하거나 디스크(11)로부터 데이터를 재생하기 위한 읽기/쓰기 헤드(41)가 선단부에 장착된 헤드 스택 어셈블리(40, HSA, Head Stack Assembly)와, 헤드 스택 어셈블리(40)를 회동시키는 보이스코일모터(30, VCM, Voice Coil Motor)와, 이들이 장착되는 베이스(60, Base)와, 커버(50, Cover)를 포함한다.
먼저, 디스크 팩(10, Disk Pack)은, 디스크(11)와, 디스크(11)의 회전축심을 형성하는 샤프트(13, Shaft)와, 샤프트(13)의 반경 방향 외측에 마련되어 디스크(11)를 지지하는 스핀들 모터 허브(미도시, Spindle Motor Hub)와, 스핀들 모터 허브의 상부에 결합되어 스핀들 모터 허브를 회전시키는 스핀들 모터(17, Spindle Motor)와, 스핀들 모터 허브의 상부에 결합되는 클램프(14, Clamp)와, 클램프(14)를 가압하여 디스크(11)가 스핀들 모터 허브에 고정되도록 하는 클램프 스크루(15, Clamp Screw)를 구비한다.
디스크(11)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 시스템 영역(A)과, 사용자 데이터 영역(B)과, 파킹 영역(C)으로 구획될 수 있다.
시스템 영역(A)은 소위 메인터넌스(Maintenance) 영역이라고 불리며, 각종 시스템 정보들과 하드디스크 드라이브(1)의 유지 보수를 위한 정보들이 저장되는 영역이다. 그리고 파킹 영역(C)은, 디스크(11)에 읽기/쓰기 헤드(41)를 파킹시킬 때 사용되는 영역이다. 이처럼 하드디스크 드라이브(1)에 전원 공급이 중지될 경우, 읽기/쓰기 헤드(41)가 파킹되는 방식을 CSS(Contact Start Stop) 방식이라 한 다. 이와 달리, 본 실시 예에서와 같이, 디스크(11)의 외주연에 인접한 베이스(60)에 램프(80)가 마련되어 있는 경우, 읽기/쓰기 헤드(41)는 램프(80)에 파킹되며, 이 경우 디스크(11) 상에서의 파킹 영역은 제외된다. 또한, 이러한 경우 헤드 스택 어셈블리(40)의 보빈(45)은 래치부(70)에 걸림 결합되는 구조를 갖는다.
시스템 영역(A)과 파킹 영역(C) 사이에 존재하는 사용자 데이터 영역(B)은, 사용자 데이터를 저장하는 영역이다. 사용자 데이터 영역(B)은 디스크(11) 면의 대부분을 차지한다.
데이터는 디스크(11)의 표면에 형성된 동심원형의 트랙(track)에 기록된다. 규칙적인 방법으로 데이터 기록 및 재생 작업을 하기 위해서 디스크(11)의 트랙은 섹터(Sector)라고 불려지는 복수의 블록들로 구획된다. 한편, 전술한 바와 같이, 하드디스크 드라이브의 동작 시, 읽기/쓰기 헤드(41)의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생되는 경우 자동 재할당 작업을 통해서 디펙트(defect)가 형성된 트랙을 스페어 영역으로 재할당한다.
인쇄회로기판조립체(20, PCBA, Printed Circuit Board Assembly)는, 베이스(60)의 배면에 결합되는 판 상의 인쇄회로기판(미도시, PCB, Printed Circuit Board)과, 헤드 스택 어셈블리(40)와 인접한 베이스(60)의 상면에 장착되어 헤드 스택 어셈블리(40)와 인쇄회로기판 간을 전기적으로 연결하는 유연성 인쇄회로기판(22, FPCB, Flexible Printed Circuit Board)과, 인쇄회로기판의 일측에 마련되는 인쇄회로기판 커넥터(21, PCB Connector)를 구비한다. 인쇄회로기판에는 디스크 팩(10), 헤드 스택 어셈블리(40) 및 보이스코일모터(30) 등을 제어할 수 있도록 다 수의 칩(미도시)과 회로가 구비되어 있으며, 인쇄회로기판 커넥터(21)를 통하여 외부와 신호를 송수신하게 된다.
보이스코일모터(30, VCM, Voice Coil Motor))는, 읽기/쓰기 헤드(41)를 디스크(11) 상의 원하는 위치로 이동시키기 위하여 헤드 스택 어셈블리(40)를 소정의 방향으로 회동시키는 일종의 구동모터로서, 마그네트(32)를 구비하는 VCM 블록(31)과, 보빈(45)에 장착된 보이스코일(46, Voice Coil)로 이루어진다. 이러한 보이스코일모터(30)는, 플레밍의 왼손법칙 즉, 자계 속에 있는 도체에 전류를 흘렀을 때 전자기력이 발생하는 원리를 이용한 것인데, 마그네트(32) 사이에 위치하는 보이스코일(46)에 전류를 인가함으로써 보빈(45)에 힘을 가하여 보빈(45)을 회동시키게 된다. 이로써, 헤드 스택 어셈블리(40)가 소정의 방향으로 회동할 수 있어 액추에이터 아암(43)의 단부에 장착된 읽기/쓰기 헤드(41)가 회전하는 디스크(11)의 반경 방향으로 이동하면서 트랙(track)을 검색하여 액세스(access)할 수 있고, 이로 인해 디스크(11)에 데이터를 기록하거나 디스크(11)로부터 기록된 데이터를 재생할 수 있다.
헤드 스택 어셈블리(40)는, 디스크(11)에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 운반체로서, 디스크(11)에 데이터를 쓰거나 기록된 데이터를 읽기 위한 읽기/쓰기 헤드(41, Write/Read Head)와, 읽기/쓰기 헤드(41)가 디스크(11) 상의 데이터를 액세스할 수 있도록 피봇축(42, Pivot Shaft)을 축심으로 디스크(11) 상을 선회하는 액추에이터 아암(43, Actuator Arm)과, 피봇축(42)을 회전 가능하게 지지하며 액추에이터 아암(43)이 결합되어 지지되는 피봇축 홀더(44, Pivot Shaft Holder)와, 피봇축 홀더(44)에서 액추에이터 아암(43)의 반대 방향에 마련되되 액추에이터 아암(43)과 일체로 마련되는 보빈(45, Bobbin)을 구비한다.
읽기/쓰기 헤드(41)는, 디스크(11)의 표면에 형성된 자계를 감지하거나 디스크(11)의 표면에 형성된 자계를 감지하거나 디스크(11)의 표면에 형성된 자계를 감지함으로써 회전하는 디스크(11)로부터 정보를 읽거나 기록하는 역할을 담당한다. 이러한 읽기/쓰기 헤드(41)는, 스스로 데이터의 기록과 재생을 하기 위해서, 디스크(11)의 자계를 감지하기 위한 읽기 헤드와 디스크(11)를 자화시키기 위한 쓰기 헤드로 이루어져 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 본 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1)가 극한 상황, 즉 온도, 압력 및 습도 등이 평소 환경과 극도로 다른 환경에 구동되는 경우, 전술한 바와 같이, 물리적으로 이상 동작을 하는 경우가 발생하게 된다. 즉, 도 1a에 도시된 바와 같이, 온도, 압력 및 습도 등이 극한 상황에서 하드디스크 드라이브(1)가 작동되면 위치 에러 신호(PES, Position Error Signal)의 주파수 변화가 급격히 일어나게 된다. 이는 미리 설정된 위치 에러 신호(PES)의 범위를 벗어나는 것으로서, 이러한 위치 에러 신호(PES)를 갖는 상황에서 디스크(11)에 대한 읽기/쓰기 헤드(41)의 데이터 기록 및 재생 작업을 계속하게 되면 인접 트랙을 지우거나 손상시킬 수 있으며, 또는 디스크(11)에 대한 읽기/쓰기 헤드(41)의 데이터 기록 및 재생 작업이 제대로 수행되지 않음으로써 쓸데없는 자동 재할당(Auto Reassign)을 발생시킬 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하고자, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스 크 드라이브(1)는, 미리 설정된 기준에 따라 자동 재할당의 여부를 결정할 수 있는 콘트롤러(90, 도 5 참조)를 더 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법이 적용되는 하드디스크 드라이브의 구동회로의 개략적 블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시 예의 콘트롤러(90)는, 프리앰프(91), 리드/라이트 채널(92), 호스트 인터페이스(93), VCM 구동부(94), SPM 구동부(95) 등을 콘트롤한다.
프리앰프(91, Pre-AMP)는, 읽기/쓰기 헤드(41)가 디스크(11)로부터 재생한 데이터 신호를 증폭하거나, 리드/라이트 채널(92)에 의하여 변환된 기록 전류를 증폭하고 읽기/쓰기 헤드(41)를 통하여 디스크(11)에 기록시킨다.
리드/라이트 채널(92, R/W Channel)은, 프리앰프(91)가 증폭한 신호를 디지털 신호로 변환하여 호스트 인터페이스(93)를 통하여 호스트 기기(미도시)로 전송하거나, 사용자가 입력한 데이터를 호스트 인터페이스(93)를 통하여 수신하여 기록에 용이한 2진 데이터 스트림(Binary Data Stream)으로 변환시켜 프리앰프(91)로 입력한다.
여기서, 호스트 기기는, 컴퓨터의 CPU, I/O 콘트롤러와 같이, 하드디스크 드라이브(1)를 포함한 컴퓨터 전체를 전반적으로 제어 및 작동시키는 요소들을 총칭하는 의미로 사용된다.
VCM 구동부(94, VCM Driver)는, 콘트롤러(90)의 제어 신호를 받아서 보이스코일모터(30)에 인가되는 전류의 양을 조절한다.
SPM 구동부(95, SPM Driver)는, 콘트롤러(90)의 제어 신호를 받아서 스핀들 모터(17)에 인가되는 전류의 양을 조절한다.
콘트롤러(90)는, 데이터 기록 모드에서는 사용자가 호스트 기기를 통하여 입력한 데이터를 호스트 인터페이스(93)를 통하여 수신 받아 이를 리드/라이트 채널(92)로 출력하며, 데이터 재생 모드에서는 리드/라이트 채널(92)에 의해 디지털 신호로 변환된 리드 신호를 입력 받아 호스트 인터페이스(93)로 출력한다. 또한 콘트롤러(90)는, VCM 구동부(94) 및 SPM 구동부(95)의 출력을 제어한다.
이러한 콘트롤러(90)는, 마이크로프로세서(Micro Processor), 마이크로 콘트롤러(Micro Controller) 등일 수 있으며, 후술하는 하드디스크 드라이브(1)의 자동 재할당 제어 방법을 수행하는 소프트웨어(Software) 또는 펌웨어(Firmware)의 형태로 구현될 수 있다.
또한 콘트롤러(90)는, 하드디스크 드라이브(1)의 동작 시 디스크(11)에 대한 읽기/쓰기 헤드(41)의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생될 때, 디스크(11) 상에 미리 설정된 적어도 하나의 샘플 트랙(S1, S2, … , Sn)으로부터 측정 PES(위치 에러 신호, Position Error Signal)값을 측정하고, 측정 PES값과, 공정에서 측정된 적어도 하나의 샘플 트랙(S1, S2, … , Sn)의 공정 PES값을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 하드디스크 드라이브(1)의 이상 동작 여부를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정할 수 있으며, 이로 인해 종래보다 액세스(access) 속도 또는 데이터 처리 속도 등을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 안정적인 데이터 관리를 수행할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법에 대하여 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법에 대한 순서도이다.
전술한 바와 같이, 하드디스크 드라이브(1)의 동작 시, 하드디스크 드라이브(1)의 내부 환경이 극한 상황에 도달하게 되면 물리적으로 이상 현상이 발생하게 된다. 즉, 온도, 압력 및 습도 등이 정상 환경과 극단적으로 차이가 나도록 커지거나 작아지게 되면, 읽기/쓰기 헤드(41)는 목표하는 디스크(11) 상으로 정확히 액세스(access)하지 못하고, 인접 트랙으로 접근하여 인접 트랙을 지우거나 손상시킬 수 있으며, 또는 디스크(11)에 대한 읽기/쓰기 헤드(41)의 데이터 기록 및 재생 작업이 제대로 수행되지 않음으로써 쓸데없는 자동 재할당(Auto Reassign)을 발생시킬 수 있다.
이러한 문제를 개선하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크의 자동 재할당 제어 방법은, 하드디스크 드라이브(1)의 동작 시 디스크(11)에 대한 읽기/쓰기 헤드(41)의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생될 때(S100), 디스크(11) 상에 미리 설정된 적어도 하나의 샘플 트랙(S1, S2, … , Sn)으로부터 측정 PES(위치 에러 신호, Position Error Signal)값을 측정하는 측정 단계(S200)와, 측정 PES값과, 공정에서 측정된 적어도 하나의 샘플 트랙(S1, S2, … , Sn)의 공정 PES값을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 하드디스크 드라이브(1)의 이상 동작 여부를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 결정 단계(S300, S400, S500, S700)와, 자동 재할당의 미실행이 결정되는 경우 이에 대한 정보를 유저에게 경고하는 경고 단계(S600)를 포함한다.
먼저, 측정 단계(S200)는, 실제 환경에서 하드디스크 드라이브(1)가 구동 시 읽기/쓰기 헤드(41)의 기록 및 재생 과정에서 폴트가 발생되는 경우, 콘트롤러(90)가, 도 6에 도시된 바와 같이, 디스크(11)에 형성된 샘플 트랙(S1, S2, … , Sn)으로부터 위치 에러 신호, 즉 측정 PES값을 측정하는 단계이다.
그런데, 전술한 바와 같이 종래에는, 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트가 발생되면, 폴트가 발생된 트랙 또는 그 트랙의 섹터를 자동으로 스페어 영역으로 할당하는 재할당(Reassign)이 자동으로 수행되었다. 이는, 폴트가 발생된 트랙의 섹터를 스페어 영역으로 할당함으로써 데이터의 신뢰성을 높일 수 있는 장점은 있지만, 가령 하드디스크 드라이브(1)의 정상 동작이 불가능한 온도, 습도 및 기온 등 특정 조건의 극한 상황 하에서 폴트가 발생될 때마다 자동 재할당을 하는 경우 액세스 처리 및 데이터 처리 속도가 현저히 저하될 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 하드디스크 드라이브(1)의 자동 재할당 제어 방법은, 미리 설정된 기준값(Threshold)을 토대로, 하드디스크 드라이브(1)의 정상 동작이 불가능한 온도, 습도 및 기온 등 특정 조건의 극한 상황 하에서는 자동 재할당을 실행하지 않기 위해서 자동 재할당의 실행 여부를 결정하는 결정 단계(S300, S400, S500, S700)를 구비한다.
결정 단계(S300, S400, S500, S700)는, 실제 하드디스크 드라이브(1)의 구동 시 샘플 트랙(S1, S2, … , Sn)으로부터 측정된 측정 PES값과, 공정 시 샘플 트 랙(S1, S2, … , Sn)으로부터 측정된 공정 PES값을 비교한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 단계이다.
보다 상세히 설명하면, 본 실시 예의 결정 단계(S300, S400, S500, S700)는, 측정 PES값으로부터 공정 PES값을 뺀 값의 절대값을 구하는 단계(S300)와, 절대값과 미리 설정된 기준값(Threshold)을 비교(S400)하여 자동 재할당의 실행 여부를 결정하는 단계(S500, S700)를 구비한다. 이 때, 측정 PES값 및 공정 PES값은 동일한 샘플 트랙(S1, S2, … , Sn)으로부터 측정된 값이되, 측정 PES값은 실제 환경에서 측정된 값이고, 공정 PES값은 공정 환경에서 측정된 값을 가리킨다.
이러한 구성을 갖는 결정 단계(S300, S400, S500, S700)는, 절대값과 기준값의 대소 비교를 통해 자동 재할당의 실행 여부를 결정한다. 즉, 절대값이 기준값보다 큰 경우 자동 재할당의 미실행을 결정하고(S500), 절대값이 기준값보다 작은 경우 자동 재할당의 실행을 결정하는 단계(S700)이다.
자동 재할당의 미실행이 결정되면, 콘트롤러(90)는, 하드디스크 드라이브(1)에 이상 동작이 있다고 판단하고, 자동 재할당을 실행하지 않으며, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건에서의 하드디스크 드라이브(1)의 이상 동작을 유저에게 경고하며(S600), 이러한 경고 정보에 따라 유저가 그에 따른 대책을 강구할 수 있도록 한다.
한편, 절대값이 기준값보다 작은 경우 자동 재할당의 실행을 결정하는 단계(S700)는, 측정 PES값이 측정된 샘플 트랙(S1, S2, … , Sn)의 추가 디펙트로 판단하여, 자동 재할당의 실행을 결정하는 단계이다.
이와 같이, 본 실시 예에 의하면, 쓸데없는 자동 재할당(Auto Reassign)이 실행되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 액세스(access) 속도나 데이터 처리 속도 등과 같은 퍼포먼스가 향상될 뿐만 아니라, 읽기/쓰기 헤드의 데이터 기록 및 재생 작업의 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
전술한 실시 예에서는, 측정 PES값과 공정 PES값의 차의 절대값과, 기준값의 대소를 비교하여 자동 재할당의 실행 여부를 결정하였으나, 다른 연산에 의해 구해진 측정값을 미리 정해진 기준값과 비교함으로써 자동 재할당의 실행 여부를 결정할 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예는 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1a는 하드디스크 드라이브가 극한 환경에서 구동될 때, 위치 에러 신호에 대한 정보를 도시한 그래프이다.
도 1b는 하드디스크 드라이브가 정상 환경에서 구동될 때, 위치 에러 신호에 대한 정보를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 디스크의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법이 적용되는 하드디스크 드라이브의 구동회로의 개략적 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법에 대한 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 하드디스크 드라이브 10 : 디스크 팩
11 : 디스크 20 : 인쇄회로기판조립체
30 : 보이스코일모터 40 : 헤드 스택 어셈블리
41 : 읽기/쓰기 헤드 50 : 커버
60 : 베이스 70 : 래치부
80 : 램프 90 : 콘트롤러
S1, S2, … , Sn : 샘플 트랙

Claims (12)

  1. (a) 하드디스크 드라이브의 동작 시 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생될 때, 상기 디스크 상에 미리 설정된 적어도 하나의 샘플 트랙으로부터 측정 PES(위치 에러 신호, Position Error Signal)값을 측정하는 단계; 및
    (b) 상기 측정 PES값과, 공정에서 측정된 상기 적어도 하나의 샘플 트랙의 공정 PES값을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 측정 PES값으로부터 상기 공정 PES값을 뺀 값의 절대값을 구하는 단계; 및
    (b2) 상기 절대값과 미리 설정된 기준값(Threshold)을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (b2) 단계는,
    상기 절대값이 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는 것으로 판단하여 자동 재할당의 미실행을 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    (c) 상기 (b2) 단계에서 자동 재할당의 미실행을 결정하는 경우, 자동 재할당을 미실행하고 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는 것에 대한 정보를 유저(user)에게 경고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 (b2) 단계는,
    상기 절대값이 상기 기준값보다 작은 경우, 상기 샘플 트랙의 추가 디펙트로 판단하여 자동 재할당의 실행을 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건은, 미리 설정된 기준온도, 기준습도 및 기준압력의 범위를 벗어나는 온도, 습도 및 압력 중 적어도 어느 하나의 환경 하인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자동 재할당 제어 방법.
  7. 디스크 상에 데이터를 기록하거나 상기 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하기 위한 읽기/쓰기 헤드; 및
    하드디스크 드라이브의 동작 시 상기 디스크에 대한 읽기/쓰기 헤드의 기록 및 재생 과정에서 폴트(fault)가 발생될 때, 상기 디스크 상에 미리 설정된 적어도 하나의 샘플 트랙으로부터 측정 PES(위치 에러 신호, Position Error Signal)값을 측정하고, 상기 측정 PES값과, 공정에서 측정된 상기 적어도 하나의 샘플 트랙의 공정 PES값을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 측정 PES값으로부터 상기 공정 PES값을 뺀 값의 절대값을 구한 다음, 상기 절대값과 미리 설정된 기준값(Threshold)을 비교하여, 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건 하에서 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는지를 판단한 후 자동 재할당(Auto Reassign)의 실행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 절대값이 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는 것으로 판단하여 자동 재할당의 미실행을 결정하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 자동 재할당의 미실행을 결정하는 경우, 자동 재할당을 미실행하고 상기 하드디스크 드라이브가 이상 동작하는 것에 대한 정보를 유저(user)에게 경고하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 절대값이 상기 기준값보다 작은 경우, 상기 샘플 트랙의 추가 디펙트로 판단하여 자동 재할당의 실행을 결정하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 정상적인 동작이 불가능한 특정 조건은, 미리 설정된 기준온도, 기준습도 및 기준압력의 범위를 벗어나는 온도, 습도 및 압력 중 적어도 어느 하나의 환경 하인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
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