KR20110090167A - 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법 및 그 방법을 수행하는 하드디스크 드라이브 - Google Patents

Abstract

하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법 및 그 방법을 수행하는 하드디스크 드라이브가 개시된다. 본 발명은 외부 충격을 효과적으로 감지하여 알람 모드로의 빠른 진입을 유도함으로써 외부 충격에 대한 성능 저하 문제를 개선할 수 있도록 하는 기술을 개시한다.

Description

하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법 및 그 방법을 수행하는 하드디스크 드라이브{Method for controlling track seeking servo in hard disk drive and hard disk drive controlled by the same}

본 발명은, 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법 및 그 방법을 수행하는 하드디스크 드라이브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외부 충격을 효과적으로 감지하여 알람 모드(alarm mode)로의 빠른 진입을 유도함으로써 외부 충격에 대한 성능 저하 문제를 개선할 수 있는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법 및 그 방법을 수행하는 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.

데이터 저장 장치 중의 하나인 하드디스크 드라이브는 자기헤드에 의해 디스크(disk)에 기록된 데이터를 재생하거나 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운영에 기여한다.

이와 같은 하드디스크 드라이브는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크 회전 방향의 밀도인 BPI(Bit Per Inch)와 반경 방향의 밀도인 TPI(Track Per Inch)가 증대되는 추세에 있으므로 그에 따라 더욱 정교한 메커니즘이 요구된다.

하드디스크 드라이브 성능 평가의 척도 중의 하나로 탐색 시간(seek time)이 있다. 탐색 시간은 하드디스크 드라이브가 정보를 기록하거나 읽을 때 자기헤드를 현재의 실린더에서 목표 실린더로 이동시키는데 소요되는 시간을 의미한다.

트랙 탐색(track seeking) 시에는 탐색 거리에 대한 설계 가속도, 설계 속도 및 설계 위치 궤적을 생성시키고, 설계 가속도 궤적을 기준으로 설계 속도 및 설계 위치 궤적과 실제 속도 및 위치 궤적 사이의 에러를 피드백하여 탐색 전류를 생성시켜 헤드 스택 어셈블리(HSA, Head Stack Assembly)의 보이스 코일 모터(VCM, Voice Coil Motor)에 인가한다.

이때, 설계 궤적들은 각각의 서보 시스템에 대한 모델링으로부터 유도되는 것이 일반적이지만 여러 가지 실질적인 이유로 인하여 간략화된 모델, 예컨대 도 1의 사인파형의 탐색 서보를 사용하기도 한다.

이때의 탐색 서보는 통상 피드포워드(feedforward) 궤적을 사용하는 트래젝터리 모드(t/m, trajectory mode)와 목표트랙까지의 피드백(feedback) 오차를 사용하는 선형모드(linear mode)의 두 가지 모드로 구성된다. 여기서, 선형모드는 사용되는 제어기의 구조나 게인(gain)에 따라 어라이브 모드(a/m, arrive mode) 및 세틀 모드(s/m, settle mode)등으로 세분화 될 수 있다.

도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 트래젝터리 모드(t/m)에서 시간 대비 전류의 진폭이 가장 큰 변수로 나타나며, 어라이브 모드(a/m) 및 세틀 모드(s/m)로 갈수록 점차 안정화되면서 비로소 온 트랙 모드(on track mode)로 진입되어 자기헤드가 디스크 상의 정보를 기록 또는 독출한다. 참고로, 도 1에서 트래젝터리 모드(t/m)는 피드포워드 입력이기 때문에 퓨어 사인(pure sine) 1주기로 도시될 수 있는데 이점을 고려하여 트래젝터리 모드(t/m)의 영역이 구분되며, 어라이브 모드(a/m) 이후의 전류는 트래젝터리 모드(t/m)의 주기보다 고주파로 나타날 수 있다. 도 1의 X축은 시간을 Y축은 전류를 나타낼 수 있다.

통상적으로 하드디스크 드라이브의 서보 시스템에는 알람 모드(alarm mode)라는 것이 설정되어 있어 각종 제어 변수들을 재설정하고 하드디스크 드라이브를 정상 상태로 복구시킨다.

즉 하드디스크 드라이브의 서보 시스템은 비정상 동작상태가 검출될 때, 예컨대 외부 충격 등이 인가되어 하드디스크 드라이브가 비정상적으로 동작되는 상황 등이 발생될 때 알람 모드로 진입되도록 하여 각종 제어 변수들을 재설정하고 하드디스크 드라이브를 정상 상태로 복구시키는 과정을 거치게 된다.

이러한 알람 모드로의 진입 상황은 크게 세 가지 조건으로 나뉠 수 있다. 첫 번째는 샘(SAM) 검출에 실패한 경우이고, 두 번째는 상태추정기의 오차가 기준치 이상으로 큰 경우이며, 세 번째는 탐색 시간이 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어지는 경우이다.

알람 모드로 진입된 경우에는 서보 시스템이 플로팅 모드(floating mode)를 두 세 차례 리트라이(retry)하도록 한 다음 플로팅 모드가 실패하면 파킹 모드(parking mode)로의 진입을 유도하도록 제어한다.

한편, 하드디스크 드라이브에 외부 충격이 인가될 경우 하드디스크 드라이브 내에 설치된 헤드 스택 어셈블리의 공진 모드가 가진되기 쉽다. 즉 인가된 외부 충격에 의해 헤드 스택 어셈블리가 계속 진동되면서 잔류 진동을 일으킬 수 있다.

특히, 디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색 동작 시 하드디스크 드라이브에 외부 충격이 인가되면, 탐색 시간이 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어지는 위의 세 번째의 조건에 의해 알람 모드로 진입된다.

그런데, 종래기술에서는 탐색 시간 조건을 단순히 트래젝터리 모드(t/m, 도 1 참조)에서만 검출하고 있기 때문에 외부 충격에 의한 헤드 스택 어셈블리의 잔류 진동이 서서히 감쇠되기는 하되 도 1처럼 트래젝터리 모드(t/m) 이후의 어라이브 모드(a/m)나 세틀 모드(s/m)에서 서서히 감쇠되는 현상으로 발생되면서 탐색 시간이 미리 결정된 시간보다 지연되면 알람 모드로 진입되기 어렵다.

이는 외부 충격을 효과적으로 감지하지 못했기 때문에 발생되는 형상이며, 이러한 현상이 발생되면 호스트(host)에서 지정한 시간 동안 탐색 서보가 완료되기를 기다리게 되어 타임아웃 에러(timeout error)가 발생되는 바 전반적으로 하드디스크 드라이브 성능 저하의 요인이 될 수 있으므로 이에 대한 개선책이 요구된다.

본 발명의 목적은, 외부 충격을 효과적으로 감지하여 알람 모드(alarm mode)로의 빠른 진입을 유도함으로써 외부 충격에 대한 성능 저하 문제를 개선할 수 있는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법 및 그 방법을 수행하는 하드디스크 드라이브를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색(track seeking) 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(trajectory mode) 이후의 모드에서 탐색 시간을 측정하는 단계; 및 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간과 미리 결정된 탐색 시간을 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간이 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어질 때 상기 알람 모드로의 강제 진입을 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 트래젝터리 모드의 이후 모드는 순차적으로 어라이브 모드(arrive mode), 세틀 모드(settle mode) 및 온 트랙 모드(on track mode)일 수 있으며, 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간은, 상기 어라이브 모드에서 측정된 탐색 시간과 상기 세틀 모드에서 측정된 탐색 시간을 합산한 시간일 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 강제로 제자리 탐색 서보가 반복되도록 한 상태에서 하드디스크 드라이브에 임의 레벨(level)의 외부 충격을 인가한 후 반복되는 에러 패턴(error pattern)을 구하여 에러 패턴 테이블(error pattern table)로 저장하는 단계; 디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(trajectory mode) 이후의 모드에서 단위 시간마다 에러 패턴을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 에러 패턴을 상기 에러 패턴 테이블과 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 상기 에러 패턴이 상기 에러 패턴 테이블 상에서 미리 결정된 횟수 이상 반복될 경우 상기 알람 모드로의 강제 진입을 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 트래젝터리 모드의 이후 모드는 어라이브 모드(arrive mode), 세틀 모드(settle mode) 및 온 트랙 모드(on track mode)일 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 상기 디스크 상의 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드를 구비하는 헤드 스택 어셈블리; 및 상기 디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(trajectory mode) 이후의 모드에서 탐색 시간을 측정한 다음 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간과 미리 결정된 탐색 시간을 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단하도록 콘트롤하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간이 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어질 때 상기 알람 모드로의 강제 진입을 유도하도록 콘트롤할 수 있다.

상기 트래젝터리 모드의 이후 모드는 순차적으로 어라이브 모드(arrive mode), 세틀 모드(settle mode) 및 온 트랙 모드(on track mode)일 수 있으며, 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간은, 상기 어라이브 모드에서 측정된 탐색 시간과 상기 세틀 모드에서 측정된 탐색 시간을 합산한 시간일 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 상기 디스크 상의 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드를 구비하는 헤드 스택 어셈블리; 강제로 제자리 탐색 서보가 반복되도록 한 상태에서 하드디스크 드라이브에 임의 레벨(level)의 외부 충격을 인가한 후 반복되는 에러 패턴(error pattern)을 구하여 에러 패턴 테이블(error pattern table)로 저장된 메모리; 및 상기 디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(trajectory mode) 이후의 모드에서 단위 시간마다 에러 패턴을 측정한 다음 측정된 상기 에러 패턴을 상기 에러 패턴 테이블과 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단하도록 콘트롤하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 콘트롤러는, 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 상기 에러 패턴이 상기 에러 패턴 테이블 상에서 미리 결정된 횟수 이상 반복될 경우 상기 알람 모드로의 강제 진입을 유도하도록 콘트롤할 수 있다.

본 발명에 따르면, 외부 충격을 효과적으로 감지하여 알람 모드(alarm mode)로의 빠른 진입을 유도함으로써 외부 충격에 대한 성능 저하 문제를 개선할 수 있다.

도 1은 탐색 서보를 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 탐색 서보 제어방법이 적용될 하드디스크 드라이브의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 디스크 영역의 개략적인 평면도이다.
도 4는 각 트랙의 데이터 포맷을 도시한 도면이다.
도 5는 서보섹터의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 탐색 서보 제어방법에 대한 하드디스크 드라이브의 개략적인 제어블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법의 프로차트이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법의 프로차트이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 탐색 서보 제어방법이 적용될 하드디스크 드라이브의 부분 분해 사시도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하드디스크 드라이브(1)는, 데이터를 기록 저장하는 디스크(11, disk)와 디스크(11)를 지지하여 회전시키는 스핀들 모터(12, spindle motor)를 갖는 디스크 팩(10, disk pack)과, 디스크(11) 상의 데이터를 독출하는 헤드 스택 어셈블리(20, HSA, Head Stack Assembly)와, 이들 구성 부품들이 조립되는 베이스(30, base)와, 베이스(30)의 하부에 결합되며 대부분의 회로 부품들을 PCB(Printed Circuit Board) 상에 장착하여 각종 부품들을 제어하는 인쇄회로기판조립체(40, PCBA, Printed Circuit Board Assembly)와, 베이스(30)의 상부를 덮는 커버(50, cover)를 구비한다.

헤드 스택 어셈블리(20)는 디스크(11) 상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독취하기 위한 운반체(carriage)이다. 통사적으로 액추에이터라 부르기도 한다.

이러한 헤드 스택 어셈블리(20)는 디스크(11) 상에 데이터를 쓰거나 기록된 데이터를 읽기 위한 자기헤드(21, magnetic head)와, 자기헤드(21)가 디스크(11) 상의 데이터를 액세스(access)할 수 있도록 피봇축(22)을 축심으로 디스크(11) 상을 선회하는 액추에이터 아암(23)과, 피봇축(22)을 회전 가능하게 지지하며 액추에이터 아암(23)이 결합되어 지지되는 피봇축 홀더(24)와, 피봇축 홀더(24)에서 액추에이터 아암(23)의 반대방향에 마련되며 보이스 코일 모터(25, VCM, Voice Coil Motor)의 마그네트 사이에 위치하도록 보이스 코일(미도시)이 권회된 보빈(미도시)을 구비한다.

자기헤드(21)는, 디스크(11)의 표면에 형성된 자계를 감지하거나 디스크(11)의 표면을 자화시킴으로써 회전하는 디스크(11)로부터 정보를 읽거나 기록한다. 이러한 자기헤드(21)는, 트랙(track)의 데이터를 읽는 읽기 헤드(read head)와, 트랙에 데이터를 쓰는 쓰기 헤드(write head)로 나뉜다.

보이스 코일 모터(25)는 자기헤드(21)를 디스크(11) 상의 원하는 위치에 이동시키기 위하여 액추에이터 아암(23)을 회동시키는 일종의 구동모터로서, 플레밍의 왼손법칙 즉, 자계 속에 있는 도체에 전류를 흘렸을 때 힘이 발생하는 원리를 이용한 것인데, 마그네트 사이에 위치하는 보이스 코일에 전류를 인가함으로써 보빈에 힘을 가하여 보빈을 회동시키게 된다. 이로써, 피봇축 홀더(24)에서 보빈과 반대방향으로 연장된 액추에이터 아암(23)이 회동되어 그 끝단에 지지된 자기헤드(21)가 회전하는 디스크(11) 상의 반경방향으로 이동하면서 트랙(Track)을 검색하여 액세스하고, 액세스된 정보를 신호처리 하게 된다.

인쇄회로기판조립체(40)는, 각종 부품들을 제어하는 한편 본 실시예의 트랙 탐색 서보 제어방법을 콘트롤하는 콘트롤러(42, 도 6 참조)와, 에러 패턴 테이블(error pattern table)이 저장되는 적어도 하나의 메모리(미도시)를 구비한다.

도 3은 디스크 영역의 개략적인 평면도이고, 도 4는 각 트랙의 데이터 포맷을 도시한 도면이며, 도 5는 서보섹터의 상세한 구성을 도시한 도면이다.

데이터를 기록 저장하는 디스크(11)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 서보(servo) 정보와 데이터(data) 정보가 저장되는 객체로서의 트랙(13)과, 이들을 회전축심에 대해 등각도 간격으로 분할한 단위 객체의 섹터(14, sector)가 형성되어 있다.

각 트랙(13)들에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 트랙 탐색(track seeking) 또는 트랙 추종(track following) 등의 서보 제어를 위한 서보섹터(15, servo sector)와, 사용자의 데이터를 기록하기 위한 데이터섹터(17, data sector)가 교호적으로 위치되어 있다.

서보섹터(15)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 프리앰블(15a, preamble)과, SAM(15b, Servo Address Mark)과, 그레이 코드(15c, gray code)와, 섹터 코드(15d, sector code)와, 버스트 A, B, C, D(15e, burst A, B, C, D)와, PAD(15f)를 구비한다.

프리앰블(15a)은 서보 정보의 독출 시 클럭 동기를 제공하는 동시에 서보섹터의 앞에 갭(gap)을 제공하여 서보섹터임을 표시하는 것으로 서보 동기(servo sync)라고도 한다. 그리고 SAM(15b)은 서보의 시작을 알려 뒤에 이어지는 그레이 코드(15c)를 읽기 위한 동기를 제공한다. 즉, SAM(15b)은 서보 제어에 관련된 각종 타이밍 펄스를 생성하기 위한 기준점으로 제공된다. 한편, 그레이 코드(15c)는 각 트랙(13)에 대한 정보 즉, 트랙 정보를 제공한다. 섹터 코드(15d)는 섹터의 넘버(number)를 제공한다. 버스트 A, B, C, D(15e)는 트랙 탐색을 위해 요구되는 위치오차신호(PES, Position Error Signal)를 제공한다. 마지막으로, PAD(15f)는 서보섹터에서 데이터섹터로의 트랜지션 마진(transition margin)을 제공한다.

데이터섹터(17)는 서보섹터(15)의 전후에 위치하며, ID 필드(17a, ID field)와 데이터 필드(17b, data field)로 구분된다.

ID 필드(17a)에는 해당 데이터섹터를 식별하기 위한 헤더(Header) 정보가 기록된다. 그리고 데이터 필드(17b)에는 사용자가 기록하고자 하는 디지털 데이터가 기록된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 탐색 서보 제어방법에 대한 하드디스크 드라이브의 개략적인 제어블록도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브(1)는, 프리앰프(53), 리드/라이트 채널(54), 호스트 인터페이스(55), VCM 구동부(50), SPM 구동부(56) 및 상태추정기(57), 그리고 이들을 제어하는 콘트롤러(42)를 구비한다.

프리 앰프(53, Pre-AMP)는 자기헤드(21)가 디스크(11)로부터 재생한 데이터 신호를 증폭하거나, 리드/라이트 채널(54)에 의하여 변환된 기록 전류를 증폭하여 자기헤드(21)를 통하여 디스크(11)에 기록시킨다.

리드/라이트 채널(54, R/W Channel)은, 프리 앰프(53)가 증폭한 신호를 디지털 신호로 변환하여 호스트 인터페이스(55)를 통하여 호스트 기기(미도시)로 전송하거나, 사용자가 입력한 데이터를 호스트 인터페이스(55)를 통하여 수신하여 기록에 용이한 2진 데이터 스트림(Binary Data Stream)으로 변환시켜 프리 앰프(53)로 입력한다.

호스트 인터페이스(55, Host Interface)는, 디지털 신호로 변환된 데이터를 호스트 기기로 전송하거나, 사용자가 입력한 데이터를 호스트 기기로부터 수신하여 콘트롤러(42)를 통하여 리드/라이트 채널(54)로 입력한다.

VCM 구동부(50, VCM Driver)는, 콘트롤러(42)의 제어 신호를 받아서 보이스 코일 모터(25)에 인가되는 전류의 양을 조절한다.

SPM 구동부(56, SPM Driver)는, 콘트롤러(42)의 제어 신호를 받아서 스핀들 모터(12)에 인가되는 전류의 양을 조절한다.

상태추정기(57)는 위치 에러 신호(Position Error Signal)로부터 공지된 상태 방정식을 이용하여 자기헤드(21)의 위치, 속도 및 제어 입력 정보를 포함하는 자기헤드(21) 움직임의 상태 변수값을 추정하는 프로세스를 실행한다.

한편, 본 실시예의 하드디스크 드라이브(1)에 구비되는 콘트롤러(42)는 트랙 탐색 서보 제어방법을 콘트롤한다. 콘트롤러(42)의 역할에 대해 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법의 프로차트이다.

도 7을 포함하여 전술한 도 1을 함께 참조하면, 콘트롤러(42)는 디스크(11)에 대한 자기헤드(21)의 트랙 탐색 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(t/m, trajectory mode) 이후의 모드에서 탐색 시간을 측정한 다음 트래젝터리 모드(t/m)의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간과 미리 결정된 탐색 시간을 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단한다.

이때, 콘트롤러(42)는 트래젝터리 모드(t/m)의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간이 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어질 때 알람 모드로의 강제 진입을 유도하도록 콘트롤한다.

한편, 도 1을 참조하여 미리 설명된 바와 같이, 탐색 서보는 트래젝터리 모드(t/m), 어라이브 모드(a/m, arrive mode) 및 세틀 모드(s/m, settle mode)를 구비하며, 이들을 차례로 거친 후에 안정이 되면 비로소 자기헤드(21)가 온 트랙 모드(on track mode)로 진입된다.

따라서 콘트롤러(42)는 트래젝터리 모드(t/m) 이후의 모드인, 어라이브 모드(a/m) 및 세틀 모드(s/m) 중 어느 한 모드에서만 탐색 시간을 측정하여 이를 미리 결정된 탐색 시간과 비교할 수도 있다.

하지만, 하드디스크 드라이브(1)에 외부 충격이 가해져 헤드 스택 어셈블리(20)가 가진되는 경우에는 불특정 진동에 의해 어라이브 모드(a/m)나 세틀 모드(s/m)의 모드 스위칭(mode switching)이 반복될 수 있다는 점을 고려해볼 때, 콘트롤러(42)가 어라이브 모드(a/m) 및 세틀 모드(s/m) 중 어느 한 모드에서만 탐색 시간을 측정하여 이를 미리 결정된 탐색 시간과 비교하는 것은 경우에 따라 불리할 수도 있다.

이에, 본 실시예에서는 콘트롤러(42)가 어라이브 모드(a/m)에서 측정된 탐색 시간과 세틀 모드(s/m)에서 측정된 탐색 시간을 합산한 시간을 가지고 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어질 때 알람 모드로의 강제 진입을 유도하도록 콘트롤하고 있으며, 이에 따라 외부 충격에 대한 성능 저하 문제를 개선하고 있는 것이다.

하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없으므로 콘트롤러(42)가 어라이브 모드(a/m) 및 세틀 모드(s/m) 중 어느 한 모드에서만 탐색 시간을 측정하여 이를 미리 결정된 탐색 시간과 비교할 수도 있다.

이러한 구성을 갖는 하드디스크 드라이브(1)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

하드디스크 드라이브(1)로 전원이 인가되면 인가된 전원에 의해 디스크(11)가 회전한다. 디스크(11)가 회전하면 자기헤드(21)가 탑재된 슬라이더에 디스크(11)의 회전에 의한 양력과 서스펜션(미도시)에 의한 탄성력이 작용한다.

이에 따라, 슬라이더는 양력과 탄성력이 평형을 이루는 높이에서 디스크(11) 상에 부상된 상태를 유지하면서 트랙 탐색을 진행하고, 트랙 탐색이 완료되면 비로소 디스크(11)에 데이터를 읽고 쓴다.

한편, 이러한 과정, 특히 디스크(11)에 대한 자기헤드(21)의 트랙 탐색 동작 중에 하드디스크 드라이브(1)로 외부 충격이 가해지면 콘트롤러(42)가 다음의 방법을 수행하도록 콘트롤한다.

우선은 탐색 서보의 트래젝터리 모드(t/m) 이후의 모드 즉 어라이브 모드(a/m) 및 세틀 모드(s/m) 모두에서 탐색 시간을 측정한다(S11).

그런 다음, 측정된 탐색 시간과 미리 결정된 탐색 시간을 비교하여 알람 모드로의 진입을 판단한다(S2).

판단 결과, 어라이브 모드(a/m)에서 측정된 탐색 시간과 세틀 모드(s/m)에서 측정된 탐색 시간을 합산한 전체 측정 시간이 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어질 때 알람 모드로의 강제 진입을 유도한다(S13).

알람 모드로 진입되면 강제 진입되면 플로팅 모드(floating mode)를 두 세 차례 리트라이(retry)하도록 하고, 플로팅 모드가 실패하면 파킹 모드(parking mode)로의 진입을 유도하게 된다.

이처럼 종래와 달리, 어라이브 모드(a/m) 및 세틀 모드(s/m) 모두에서 탐색 시간을 측정하고 이 시간들을 합산한 다음 이를 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간과 비교하여 알람 모드로의 강제 진입을 판단함으로써 외부 충격 등의 요인을 종래보다 훨씬 효과적으로 감지할 수 있게 되고, 후작업인 알람 모드로의 진입을 빠르게 유도할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 외부 충격을 효과적으로 감지하여 알람 모드로의 빠른 진입을 유도함으로써 외부 충격에 대한 성능 저하 문제를 개선할 수 있게 된다.

한편, 자기헤드(21)가 탐색 거리 제로(zero)인 제자리 탐색을 하는 경우에 있어 외부 충격 인가 시 특정 모드가 크게 가진되면 제어 입력이 포화(saturation)되어 서보 에러 상태(error status)에 특정 패턴의 형태로 나타날 수 있다.

이러한 경우는, 도 1에서 어라이브 모드(a/m), 세틀 모드(s/m) 및 온 트랙 모드(on track mode)가 반복될 수 있기 때문에 전술한 방법, 즉 어라이브 모드(a/m) 및 세틀 모드(s/m) 모두에서 탐색 시간을 측정하고 이 시간들을 합산한 다음 이를 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간과 비교하여 알람 모드로의 강제 진입을 판단하는 방법이 적용되기 어려울 수도 있다.

이때는 본 발명의 다른 실시예와 같은 아래의 방법을 적용하여 잔류 진동을 검출하고, 이를 통해 알람 모드로의 강제 진입을 판단 혹은 유도할 수 있는데, 이에 대해 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법의 프로차트이다.

이에 대해 설명하면, 우선 하드디스크 드라이브(1)의 제조 시 강제로 제자리 탐색 서보가 반복되도록 한 상태에서 하드디스크 드라이브(1)에 임의 레벨(level)의 외부 충격을 인가한 후 반복되는 에러 패턴(error pattern)을 구하여 에러 패턴 테이블(error pattern table)을 만든다.

만들어진 에러 패턴 테이블은 인쇄회로기판조립체(40)의 메모리에 저장될 수 있다. 물론, 에러 패턴 테이블이 인쇄회로기판조립체(40)의 메모리에 저장되는 것이 일반적이기는 하나 디스크(11)의 메인티넌스 영역에 저장되어도 무방하다.

이러한 선행 단계(S21)를 미리 진행해 놓은 상태에서 본 실시예의 콘트롤러(42, 도 6 참조)는 도 8의 과정을 단계적으로 진행하도록 콘트롤한다.

도 8을 참조하여 설명하면, 우선 디스크(11)에 대한 자기헤드(21)의 트랙 탐색 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(t/m) 이후의 모드에서 단위 시간마다 에러 패턴을 측정한다(S22). 트래젝터리 모드(t/m) 이후의 모드이므로 어라이브 모드(a/m), 세틀 모드(s/m) 및 온 트랙 모드(on track mode)가 모두 이에 해당된다.

다음, 측정된 에러 패턴을 메모리에 기저장되어 있는 에러 패턴 테이블과 비교하여 알람 모드로의 진입을 판단한다(S23).

판단 결과, 트래젝터리 모드(t/m)의 이후 모드에서 측정된 에러 패턴이 에러 패턴 테이블 상에서 미리 결정된 횟수 이상 반복될 경우라면, 잔류 진동이 존재하고 있다는 것을 의미하기 때문에 콘트롤러(42)가 알람 모드로의 강제 진입을 유도한다(S24).

알람 모드로 강제 진입되면 전술한 바와 같이, 플로팅 모드(floating mode)를 두 세 차례 리트라이(retry)하도록 하고, 플로팅 모드가 실패하면 파킹 모드(parking mode)로의 진입을 유도하게 된다.

도 8과 같은 방법이 적용되면, 자기헤드(21)가 탐색 거리 제로(zero)인 제자리 탐색을 하는 경우에 있어서도 알람 모드로의 빠른 진입을 유도할 수 있게 되고 이를 통해 외부 충격에 대한 성능 저하 문제를 개선할 수 있게 된다.

한편, 외부 충격에 대한 특정 모드 가진 시 잔류 진동이 제어기 루프와 연동하여 고주파 노이즈를 발생시키는 경우가 있다고 보고되고 있는데, 이러한 경우에 도 8과 같은 방법이 적용되면 잔류 진동을 빠르게 검출하고 경우에 따라 잔류 진동을 빠르게 회복시킬 수 있어 고주파 노이즈를 방지하는 효과를 얻을 수 있는 추가의 이점도 겸할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예의 경우에도 외부 충격을 효과적으로 감지하여 알람 모드로의 빠른 진입을 유도함으로써 외부 충격에 대한 성능 저하 문제를 개선할 수 있게 된다는 효과를 제공할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 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 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 디스크 팩 11 : 디스크
20 : 헤드 스택 어셈블리 21 : 자기헤드
30 : 베이스 42 : 콘트롤러
50 : 커버

Claims (11)

1. 디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색(track seeking) 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(trajectory mode) 이후의 모드에서 탐색 시간을 측정하는 단계; 및
   상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간과 미리 결정된 탐색 시간을 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간이 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어질 때 상기 알람 모드로의 강제 진입을 유도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 트래젝터리 모드의 이후 모드는 순차적으로 어라이브 모드(arrive mode), 세틀 모드(settle mode) 및 온 트랙 모드(on track mode)이며,
   상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간은, 상기 어라이브 모드에서 측정된 탐색 시간과 상기 세틀 모드에서 측정된 탐색 시간을 합산한 시간인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법.
4. 강제로 제자리 탐색 서보가 반복되도록 한 상태에서 하드디스크 드라이브에 임의 레벨(level)의 외부 충격을 인가한 후 반복되는 에러 패턴(error pattern)을 구하여 에러 패턴 테이블(error pattern table)로 저장하는 단계;
   디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(trajectory mode) 이후의 모드에서 단위 시간마다 에러 패턴을 측정하는 단계; 및
   측정된 상기 에러 패턴을 상기 에러 패턴 테이블과 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 상기 에러 패턴이 상기 에러 패턴 테이블 상에서 미리 결정된 횟수 이상 반복될 경우 상기 알람 모드로의 강제 진입을 유도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 트래젝터리 모드의 이후 모드는 어라이브 모드(arrive mode), 세틀 모드(settle mode) 및 온 트랙 모드(on track mode)인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어방법.
7. 상기 디스크 상의 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드를 구비하는 헤드 스택 어셈블리; 및
   상기 디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(trajectory mode) 이후의 모드에서 탐색 시간을 측정한 다음 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간과 미리 결정된 탐색 시간을 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단하도록 콘트롤하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
8. 제7항에 있어서,
   상기 콘트롤러는, 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간이 궤적생성기에서 미리 결정된 탐색 시간보다 길어질 때 상기 알람 모드로의 강제 진입을 유도하도록 콘트롤하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
9. 제7항에 있어서,
   상기 트래젝터리 모드의 이후 모드는 순차적으로 어라이브 모드(arrive mode), 세틀 모드(settle mode) 및 온 트랙 모드(on track mode)이며,
   상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 탐색 시간은, 상기 어라이브 모드에서 측정된 탐색 시간과 상기 세틀 모드에서 측정된 탐색 시간을 합산한 시간인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
10. 상기 디스크 상의 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드를 구비하는 헤드 스택 어셈블리;
    강제로 제자리 탐색 서보가 반복되도록 한 상태에서 하드디스크 드라이브에 임의 레벨(level)의 외부 충격을 인가한 후 반복되는 에러 패턴(error pattern)을 구하여 에러 패턴 테이블(error pattern table)로 저장된 메모리; 및
    상기 디스크에 대한 자기헤드의 트랙 탐색 동작 시 탐색 서보의 트래젝터리 모드(trajectory mode) 이후의 모드에서 단위 시간마다 에러 패턴을 측정한 다음 측정된 상기 에러 패턴을 상기 에러 패턴 테이블과 비교하여 알람 모드(alarm mode)로의 진입을 판단하도록 콘트롤하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
11. 제10항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 트래젝터리 모드의 이후 모드에서 측정된 상기 에러 패턴이 상기 에러 패턴 테이블 상에서 미리 결정된 횟수 이상 반복될 경우 상기 알람 모드로의 강제 진입을 유도하도록 콘트롤하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.

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