用於在製造過程中改變硬磁碟驅動器容量的方法

2023-06-09 17:24:36

專利名稱：用於在製造過程中改變硬磁碟驅動器容量的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在製造過程中改變硬磁碟驅動器容量的方法，具體地說，涉及一種通過取消具有在製造過程中產生的缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)而改變硬磁碟驅動器容量的方法。
廣泛地用作計算機系統的輔助存儲設備的硬磁碟驅動器通常採用多片(multi-platter)以使其數據記錄容量最大和減少製造費用。在這種多片(multi-platter)硬磁碟中，多個磁碟通常圍繞一根軸，即，主軸電動機中的驅動軸而安裝，通常在四個或六個磁頭/磁碟組合(head/disk)中。磁頭/磁碟組合(head/disk)指示出磁碟表面和定位於磁碟表面上的磁頭。在幾個試驗中測試磁頭/磁碟組合(head/disk)的性能，因為硬磁碟驅動器通常需要非常精確的定位控制和高速的數據存取。因而驅動器製造商將其磁頭/磁碟組合(head/disk)最終通過諸如缺陷掃描，誤差率測量，以及不同數據模式的讀和寫的反覆測試的驅動器帶入市場。
然而，大多數的驅動器故障發生在由四個或六個磁頭/磁碟組合(head/disk)的一個或兩個製造驅動器的過程中，該結果被證明是由於磁頭誤差率界限的缺乏，磁碟缺陷，或擦傷。為了應付磁碟故障，驅動器製造公司根據磁碟故障的類型，採取了包括伺服寫，磁頭組(headstack)與磁碟的更換等措施，因而也增加了製造費用。此外，如果硬磁碟驅動器由於有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)而需要重做，則硬磁碟驅動器易受轉運與沾汙的影響。結果，硬磁碟驅動器可能再次出故障。
本發明的目的是提供一種通過使一個或兩個磁頭/磁碟組合(head/disk)不用而改變多片(multi-platter)硬磁碟驅動器的容量的方法。
為了實現上述目的，這裡提供了一種用於改變具有多個磁頭/磁碟組合(head/disk)的硬磁碟驅動器的容量的方法。在硬磁碟驅動器容量的改變方法中，掃描全部磁碟表面以檢測缺陷，如果在缺陷掃描步驟中由一個磁頭/磁碟組合(head/disk)的磁碟表面檢測到的缺陷數超過每個磁頭/磁碟組合(head/disk)的參考缺陷數，則判斷此磁頭/磁碟組合(head/disk)為有缺陷，並取消此有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)號。


圖1是普通硬磁碟驅動器的框圖；圖2是根據本發明的實施例，用於檢測一個有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的過程的流程圖；圖3A和3B是根據本發明的另一實施例，用於檢測一個有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的過程的流程圖；下面將參照附圖，描述根據本發明的一個實施例的本發明的操作。
圖1是普通硬磁碟驅動器的框圖。在圖1中，硬磁碟驅動器具有，例如，兩個磁碟10和與磁碟10相對應的四個磁頭12。因此，磁頭/磁碟組合(head/disk)數等於磁頭12的數目。通常，磁碟10圍繞主軸電動機34的驅動軸，可旋轉地疊放(stack)，同時每個磁碟表面對應一個磁頭12。每個磁碟10具有多個同心結構的磁跡，並包括當驅動器不用，即，斷電時，磁頭12定位所用的停泊區(parking zone)，以及記錄關於有缺陷的扇區和各種用於修復與維護系統的數據的替換信息的維護區。磁頭12被定位於磁碟10的表面，並安裝於由旋轉音圈驅動器(VCM)28的臂組件延伸出的臂14上。
為了讀取數據，預放大器16對由一個磁頭12拾取的讀信號進行預放大，並將預放信號提供給讀/寫信道電路18。而另一方面，為了寫數據，預放大器16通過驅動相應的磁頭12將由讀/寫信道電路18提供的編碼寫數據記錄在磁碟10上。這裡，預放大器16選擇在磁碟數據控制器(DDC)36控制下的磁頭12。
讀/寫信道電路18對由預放大器16提供的讀數據進行解碼，並產生讀數據RDATA。它也對由DDC 36提供的寫數據WDATA進行編碼。此外，讀/寫信道電路18對包括在記錄於磁碟10上的伺服信息中的磁頭定位信息進行解調，產生一個定位誤差信號PES，並將此定位誤差信號PES提供給模/數(A/D)轉換器20。
模/數(A/D)轉換器20將定位誤差信號PES轉換為對應於其電平值的數字階狀值，並將此數字值送至微控制器22。
DDC 36將從主機接收的數據經讀/寫信道電路18與預放大器16記錄於磁碟10上，或將從磁碟10再生的數據送至主機。DDC 36也連接主機與微控制器22之間的通信。
微控制器22響應從主機接收的數據讀/寫指令而控制DDC 36。它也通過從A/D轉換器接收的定位誤差信號PES的值而控制磁跡搜索與磁跡跟蹤，並響應從門陣列(未示)輸出的各種伺服-相關信號進行伺服控制。根據本發明的實施例，微控制器22執行一系列控制操作以取消有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)。
數/模(D/A)轉換器24將一個由微控制器22產生，用於控制磁頭12位置的控制值轉換為模擬信號，並將此模擬信號輸出到VCM驅動器26。
VCM驅動器26通過由D/A轉換器24提供的信號產生一個用於驅動致動器的電流I(t)，並將此電流I(t)提供給VCM 28。
定位於致動器一端的VCM 28根據從VCM驅動器26接收的電流I(t)的方向與大小而在磁碟10上水平地移動磁頭12，其中磁頭12安裝在致動器另一端。
電動機控制器30根據由微控制器22產生的控制值控制主軸電動機驅動器32，以控制磁碟10的旋轉。
主軸電動機驅動器32通過在電動機控制器30的控制下驅動主軸電動機34而旋轉磁碟10。
連接到DDC 36的緩衝存儲器38暫時地存儲在主機與磁碟10之間傳輸的數據，而連接到微機22的存儲器40包括具有根據本發明實施例的控制程序的ROM，和快速快閃記憶體(flash memory)。
同時，以根據本發明的實施例兩種方式實施用於檢測有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的方法(1)如果在缺陷掃描階段中檢測出的缺陷數大於在設計驅動器時設定的參考缺陷數，則判斷相應的磁頭/磁碟組合(head/disk)為有缺陷的。缺陷掃描包括伺服缺陷掃描和數據缺陷掃描；以及(2)通過測量每個磁頭/磁碟組合(head/disk)的誤差率估算磁頭性能，而如果誤差率高於在設計驅動器時設定的誤差率，則判斷相應的磁頭/磁碟組合(head/disk)為有缺陷的。
下面將參照圖2和3描述有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的檢測方法。
圖2是根據本發明的實施例，通過缺陷掃描而檢測一個有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的過程的流程圖。圖3A和3B是根據本發明的另一實施例，通過測量每個磁頭/磁碟組合(head/disk)的誤差率而檢測一個有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的過程的流程圖。除了用於判斷有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的條件外，兩個實施例是相同的。
參照圖2，在步驟50中，微控制器22掃描全部驅動器的伺服區域以檢測缺陷。伺服地址標誌，索引(index)，葛萊碼(gray code)，伺服區域中的伺服突發區經受缺陷掃描。在步驟52中，為了伺服區域的缺陷掃描，微控制器22確定在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)中的缺陷的位置與數目。在步驟54中，微控制器22判斷在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)中所檢測的缺陷的數目是否超過在設計驅動器的前面階段所設定的參考缺陷數目。如果在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)中所檢測的缺陷的數目等於或小於參考缺陷數目，則伺服區域的缺陷掃描終止，處理過程跳到步驟60。而另一方面，如果在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)中所檢測的缺陷的數目大於參考缺陷數目，則在步驟56，微控制器22判斷是否缺陷僅存在於特定磁碟表面。如果缺陷被證明僅限於特定磁碟表面，則在步驟58，微控制器22取消相應的磁碟表面，也即，相應的磁頭/磁碟組合(head/disk)，如圖2所示。然後，處理過程跳到步驟60。然而，如果每個磁碟表面都具有多於參考缺陷數目的缺陷，則判斷驅動器出故障。這裡，複數的數目是不能滿足驅動器的最小容量的數目，並可以根據驅動器而變化。磁頭/磁碟組合(head/disk)取消步驟包括將有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)號記錄在磁碟10的維護區中或記錄在快速快閃記憶體(flash)中，並修正已檢測的伺服缺陷映射信息。
同時，在伺服區域的缺陷掃描階段結束後，微控制器22執行數據區域缺陷掃描。在步驟60中，微控制器22掃描全部數據區域以檢測缺陷。在步驟62中，為了數據區域掃描，微控制器22確定在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)中的缺陷的位置與數目。在步驟64中，微控制器22判斷在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)中所檢測的缺陷的數目是否超過在設計驅動器中所設定的參考缺陷數目。如果在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)中所檢測的缺陷的數目等於或小於參考缺陷數目，則數據區域掃描終止，而處理過程跳到步驟70。而另一方面，如果在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)中所檢測的缺陷的數目大於參考缺陷數目，則在步驟66，微控制器22判斷是否缺陷僅存在於特定磁碟表面。如果缺陷被證明僅限於特定磁碟表面，則在步驟68，微控制器22取消相應的磁碟表面，也即，相應的磁頭/磁碟組合(head/disk)，如圖2所示，然後，處理過程跳到步驟70。如果缺陷產生在多個磁碟表面上，則如同在伺服區域掃描階段一樣，判斷驅動器出故障。
在伺服區域掃描和數據區域掃描之後，在步驟70，微控制器22檢查所取消的磁頭/磁碟組合(head/disk)的數目，並最終確定驅動器的容量。根據所確定的容量，可以替換一個固件，或在單個固件中預先準備多塊區域-相關信息和物理磁頭號信息，以便有選擇地使用。在步驟72，微控制器22將關於所確定的容量的信息記錄在快速快閃記憶體(flashmemory)或維護區中，如果單個固件用於一個驅動器的所有可變容量，則在步驟74，微控制器22根據所確定的容量改變模式。然而，如果對於所確定的容量，需要附加的固件，則應改變固件。在步驟76，微控制器22執行一個測試系列，然後終止通過根據本發明第一實施例的缺陷掃描的有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)檢測過程。將一個容量標籤或條形碼置於驅動器上，在缺陷掃描過程，根據被取消的磁頭/磁碟組合(head/disk)號，從該驅動器中取消有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)。然後，驅動器接受隨後的處理過程。
參照顯示了用於通過誤差率測量檢測一個有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的過程的圖3A和3B，在步驟80，微控制器22測量每個磁頭/磁碟組合(head/disk)的誤差率，並在磁頭/磁碟組合(head/disk)上執行性能測試。在步驟82中，微控制器22判斷在每個磁頭中的誤差率是否超過在設計驅動器的前面階段所設定的參考誤差率。在步驟92，如果在每個磁頭中的誤差率大於參考誤差率，微控制器22確定相應的驅動器容量。否則，在步驟84，微控制器22判斷是否僅有一個特定磁頭/磁碟組合(head/disk)未達到參考誤差率。如果僅有一個特定磁頭/磁碟組合(head/disk)未達到參考誤差率，則在步驟86，微控制器22取消一個相應的磁碟表面，然後，處理過程跳到步驟92。在步驟88和90，如果有兩個磁頭/磁碟組合(head/disk)未達到參考誤差率，則取消兩個相應的磁碟表面，而如果有三個磁頭/磁碟組合(head/disk)未達到參考誤差率，則判斷驅動器出故障。然後，在步驟92，微控制器22檢查所取消的磁頭/磁碟組合(head/disk)號，並最終確定驅動器的容量。在步驟94，微控制器22將關於所確定的容量的信息記錄在快速快閃記憶體(flash memory)或維護區中，然後在步驟96，根據所確定的容量改變模式，並在步驟98，執行一個測試系列。
隨後，在步驟100，微控制器22判斷是否全部磁碟表面可用。如果是，在步驟102，將驅動器的容量設定為容量A。如果它們不是全部可用，則在步驟104，微控制器22判斷是否取消了一個磁碟表面。如果是，則在步驟106，將驅動器的容量設定為容量B。這裡，容量A大於容量B。如果在步驟104，證明至少一個磁碟表面被取消，則在步驟108，微控制器22判斷是否取消兩個磁碟表面。如果是，則在步驟110，將驅動器的容量設定為小於容量B的容量C。如果在步驟108，有三個或更多的磁碟表面被取消，則判斷驅動器出故障。然後，終止根據本發明第二實施例的有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的檢測。
將容量標籤或條形碼置於驅動器上，在性能測試過程中，從該驅動器中取消有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)。結果，無需對有缺陷的驅動器重做，從而防止了製造過程中的損失。
根據上述的本發明，因為可以在製造過程中判斷驅動器是否有缺陷，而無需中斷處理流程，所以無需替換附加部分或增加流程就可以改變驅動器的容量，從而減少了製造費用，並增加了生產量。
權利要求
1.一種用於在生產製造過程中改變具有多個磁頭/磁碟組合(head/disk)的硬磁碟驅動器容量的方法，包括以下步驟掃描全部磁碟表面以檢測缺陷；如果在缺陷掃描步驟中，從一個磁頭/磁碟組合(head/disk)的磁碟表面檢測出的缺陷數超過每個磁頭/磁碟組合(head/disk)的參考缺陷數，則判斷磁頭/磁碟組合(head/disk)為有缺陷；取消有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)號。
2.根據權利要求1的一種用於在生產製造過程中改變硬磁碟驅動器容量的方法，其特徵在於，在缺陷掃描步驟中，掃描磁碟表面的伺服區域和數據區域。
3.根據權利要求1的一種用於在生產製造過程中改變硬磁碟驅動器的容量的方法，其特徵在於，關於有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)的信息被記錄在磁碟表面的一個維護區和一個快速快閃記憶體ROM上。
4.一種用於在生產製造過程中改變具有多個磁頭/磁碟組合(head/disk)的硬磁碟驅動器容量的方法，包括以下步驟在每個磁頭/磁碟組合(head/disk)上執行性能測試；如果磁頭/磁碟組合(head/disk)的性能測試結果低於參考性能值，則判斷磁頭/磁碟組合(head/disk)為有缺陷；取消有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)號。
5.根據權利要求4的一種用於在生產製造過程中改變硬磁碟驅動器的容量的方法，其特徵在於，性能檢測是至少一個誤差率測試，一個磁跡緊握(track squeeze)測試，和一個離開-磁跡界限(off-trackmargin)測試。
全文摘要
這裡提供了一種用於在生產製造過程中改變具有多個磁頭/磁碟組合(head/disk)的硬磁碟驅動器的容量的方法。在硬磁碟驅動器的容量改變方法中,掃描所有磁碟以檢測缺陷。如果在一個磁碟表面檢測出的缺陷數超過一個設計的特定範圍,則判斷具有此磁碟表面的磁頭/磁碟組合(head/disk)號為有缺陷。然後取消有缺陷的磁頭/磁碟組合(head/disk)號,從而改變硬磁碟驅動器的容量。
文檔編號G11B20/18GK1202700SQ9810960
公開日1998年12月23日 申請日期1998年6月3日 優先權日1997年6月3日
發明者李在晟 申請人:三星電子株式會社