動態調節查找工作的磁碟驅動方法和設備的製作方法

2023-06-01 21:49:41 1

專利名稱：動態調節查找工作的磁碟驅動方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及磁碟驅動器數據存儲系統。本發明尤其涉及在磁碟驅動器數據存儲系統中執行查找的方法和設備。
背景技術：
磁碟驅動器數據存儲系統包括提供具有同心數據磁軌的磁碟表面的數據存儲磁碟、能夠對磁碟表面進行讀/寫的數據磁頭、和將數據磁頭支持在磁碟表面上的執行元件。執行元件的移動引起數據磁頭的移動。
在磁碟驅動器中，可將存取定義為數據磁頭相對於磁碟表面，從磁碟表面上的一個讀/寫的結束移動到磁碟表面上下一個讀/寫的開始，但是不包含實際的讀/寫。存取時間由兩個時間分量構成查找時間和等待時間。查找時間分量是從完成讀寫的磁軌移動到開始下一個讀寫的磁軌所用的時間。第二個時間分量，即旋轉等待時間，是磁碟驅動器在磁頭已經到達開始下一個讀寫的磁軌之後，為等待適當的數據旋轉到磁頭下方所花的時間。
對於相對短時間的查找而言，它是存取時間的主要分量。在一些現有技術的磁碟驅動器數據存儲系統中，按照最佳順序執行由主機發送的命令，以使數據磁頭的徑向移動以及旋轉等待最小化。
不論通過使命令的執行最優化得到的優點如何，對命令數量以及從主機到達的命令之間的時間缺乏控制，導致在最佳化技術中施加了限制。因此在當前的系統中，仍然存在重要的旋轉等待。
存取工作典型的是執行元件將數據磁頭移動到所需磁軌的快速移動，接著為適當數據到達磁頭下方而等待一時間的組合。執行元件的快速移動在磁碟驅動器數據存儲系統中引起問題，諸如震動增加，發出的聲音增加，功率消耗高，以及通常整個機械結構要有更高的應力因數。
本發明對這些和其他的問題提供了解決方案，並為現有技術提供了優點。
發明概述本發明涉及一種磁碟驅動器數據存儲系統，它減小了振動、發聲和/或功率消耗，而不增加存取時間。
根據本發明的一個實施例，控制執行元件移動數據磁頭的查找方法包括步驟確定對應於數據磁頭在將開始查找時的旋轉位置的第一旋轉位置，以及確定對應於數據磁頭在查找目的地的旋轉位置的第二旋轉位置。確定使用若干查找曲線中最快的一個查找曲線，將數據磁頭從當前磁軌上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置所需的存取時間。隨後，確定若干查找曲線中能夠用於在確定的存取時間內，將數據磁頭從當前磁軌移動到目的磁軌的較慢或最慢的一個。較慢的查找曲線可以是若干查找曲線中能夠在存取時間內移動數據磁頭的最慢的一個。然後通過使用在若干查找曲線中確定的較慢或最慢的一個控制執行元件，將數據磁頭從的當前磁軌移動到目的磁軌。
在參照附圖閱讀了下面詳細的描述之後，本發明的這些和各種其他特點將是顯然的。
附圖概述

圖1是根據本發明的執行查找的磁碟驅動器數據存儲系統的簡圖；圖2是根據本發明的執行查找工作的方法的方框圖；圖3是示出用於查找的第一旋轉位置和第二旋轉位置的磁碟表面的簡圖；圖4是根據本發明的更加具體的實施例的磁碟表面的簡圖，其中將該磁碟表面分為若干徑向區，每一個徑向區構成一個狀態；圖5是根據本發明的更加具體的實施例，為查找確定第一旋轉位置的方法的方框圖；圖6是一組曲線圖，示出現有技術中對一個速度要求曲線的速度和加速度圖形；圖7是一組對應於圖6的曲線圖的曲線圖，示出根據第一種方法改變的速度要求曲線；圖8是一組曲線圖，對應於圖7的曲線圖，示出速度要求曲線由於為了減小發聲而限制初始加速度段而變化；
圖9是一組曲線圖，對應於圖6的曲線圖，示出根據第二種方法改變的速度要求曲線。
說明性實施例的詳細描述圖1示出根據本發明執行查找的磁碟驅動器數據存儲系統的說明性實施例。磁碟驅動器數據存儲系統100包括查找控制器120，伺服控制器130，驅動元件電動機140，執行元件150，數據磁頭160，磁碟170和心軸180。磁碟驅動器數據存儲系統100耦合到主機110，該主機110將命令111發送到查找控制器120。查找控制器120根據這些命令，使查找工作最佳化。相應地，查找控制器120將查找執行指令121發送到伺服控制器130。然後由伺服控制器130依次將速度和加速度控制指令131發送到驅動元件電動機140。通過驅動元件電動機140使執行元件150在磁碟170表面上沿不同方向移動。磁碟170繞由電動機(圖中未示)驅動的心軸180的軸旋轉。由執行元件150支持的數據磁頭160根據與由驅動元件電動機和控制器最佳化了的查找工作有關的命令，將數據讀出和/或寫入磁碟表面。
查找控制器120和伺服控制器130都能夠由分開的微處理器或數位訊號處理器執行，或者也可以包含在相同的微處理器或數位訊號處理器中。伺服控制器130依照其從查找控制器120收到的指令工作。
在本發明的實施例中，查找控制器120需要包括數據磁頭160在將開始存取時的旋轉位置和數據磁頭160在存取目的處的旋轉位置的信息，以便為查找工作確定最適宜的查找曲線。下面描述一種得到和使用這樣的信息來執行存取的查找部分的方法。
參照圖2，方框圖400說明了一種根據本發明執行存取的查找工作的方法。如在方框410所說明的，該方法包括當將開始存取時，根據數據磁頭160的旋轉位置確定第一旋轉位置的步驟。如方框420處所示，該方法還包括在存取目的地根據數據磁頭160的旋轉位置確定第二旋轉位置的步驟。如方框430所示，使用若干查找曲線中最快的一個，確定將數據磁頭160從初始或當前磁軌上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置所需的存取時間。然後，如方框440所示，在若干查找曲線中，確定能夠在預定的存取時間內將數據磁頭160從當前磁軌移動到目的磁軌的較慢或最慢的一個查找曲線。在一些實施例中，在若干查找曲線中確定能夠用於在存取時間內移動數據磁頭的最慢的一個查找曲線。但是，在其他實施例中，使用較慢，但未必是最慢的查找曲線。最後，如方框450所示的，該方法包括使用多個移動數據磁頭160的查找曲線中所確定的較慢或最慢的查找曲線，控制執行元件150，執行從初始磁軌上的第一旋轉位置到目的磁軌上的第二旋轉位置的存取的步驟。
方框410和420包括確定數據磁頭160在將開始存取和在存取目的地時的旋轉位置的步驟。參照圖3，示出關於第一個命令的開始旋轉位置171和結束旋轉位置172，以及關於第二個命令的開始旋轉位置173和結束旋轉位置174。執行第二個命令是存取工作的目標。
在一些實施例中，查找控制器120的旋轉位置分類特點保留數據磁頭160的目的位置，該目的位置是第二個命令的開始旋轉位置174。方框420的信息從旋轉位置分類特點確定。當在控制器120中伺服排列好的命令時，查找控制器120的旋轉位置分類特點也可以確定第一個命令的數據磁頭160的結束位置。通常，已知當前正在執行的命令(第一個命令)的結束位置，而且當完成這個當前命令(第一個命令)時，驅動器將開始其下一個命令(第二個命令)的存取工作。
當主機110以「單線」模式單獨地發出命令111，同時基本上相互分開地從主機110接收到單獨的命令時，查找控制器120能夠使用不同方式確定執行元件150的位置，提供方框410所需的信息。在非排列(單線)情況下，磁碟硬體可在確定數據磁頭160的位置中提供幫助。磁碟硬體的一種技術是提供可讀寄存器，指出數據磁頭160的當前旋轉位置。
根據本發明，另外一種確定數據磁頭160位置的方法是利用磁碟索引標記。磁碟每旋轉一圈，索引標記就在數據磁頭160下面經過一次。圖4示出磁碟表面175，它能夠分為徑向楔形區(為了說明目的，只示出區170-1，170-2，170-3，170-4，170-5，170-6，170-7和170-8)。可以沿徑向楔形部分170-1的第一端放置索引標記176。也可將索引標記176放置在其他位置上。下面描述使用具有楔形區的磁碟表面175確定數據磁頭160的第一旋轉位置(圖2的步驟410)的方法。
圖5是當使用分為若干徑向區的磁碟表面時，為查找確定第一旋轉位置的方法的方框圖500。若干個徑向區中的每一個構成磁碟的「段」。如方框510所示，該方法包括記錄磁碟表面175上的176最近在數據磁頭160下方經過的第一個時刻的步驟。在方框520，該方法包括記錄從主機系統接收到下一個命令(對應於要執行的存取工作)那一瞬的第二個時刻的步驟。方框530所示的步驟包括確定第一個時刻和第二個時刻之間的差值。在方框540，該方法包括將該差值除以已知數據磁頭以已知轉速穿過磁碟表面的一段所需的時間的步驟，以相對於第一旋轉位置確定當前段。
根據方框510和520記錄第一個時刻和第二個時刻可包括使用一取50微秒級的解析度的時間標記的服務程序。一種方案是使用單個計時器記錄與方框510和520相關的時刻，如方框530所示，這些時刻之間的不同此後予以確定。根據方框540確定第一旋轉位置。在下面的等式1中示出旋轉位置的計算。
等式1current_phase＝(current_time-index_time)/phase_time其中，current_phase＝第一旋轉位置的段current_time＝從主機系統接收到對應於存取的下一個命令那瞬的第二時刻index_time＝索引標記最近在數據磁頭下方經過時的第一個時間；和phase_time＝已知數據磁頭移動經過一段所需的時間。
可使用多於一個的計時器執行上述「current_phase」的計算。下面的一個例子使用兩個計時器T5和T6的組合，其中計時器T5是毫秒計時器，它遞加計數，並在65536返轉，而計時器T6具有160納秒的解析度，它遞減計數，並在6250返轉。
下面的偽代碼中示出使用這兩個計時器確定旋轉位置的運算法則，並且可使用等式2中示出的關係確定「current_phase」。
If(index_time_ticktime_T6)thenrelative_time＝((time_T5-index_time_ms)*1000)+((index_time_tick-time_T6)*160)/1000
Elserelative_time＝((time_T5-index_time_ms)*1000)-((time_T6-index_time_tick)*160)/1000等式2current_phase＝relative_time/phase_time其中，索引標記在磁碟表面稱為段0的區經過數據磁頭，並且time_T5＝由計時器T5表示當從主機系統接收到對應於存取的下一個命令的那瞬的第二個時刻；index_time_ms＝索引標記最近經過數據磁頭下方的時刻，即由計時器T5記錄的第一個時刻，time_T6＝由計時器T6記錄的第二個時刻，即從主機系統接收到的對應於存取的下一個命令那瞬的時刻；index_time_tick＝由計時器T6記錄的第一個時刻，即索引標記最近通過數據磁頭下方的時刻；relitive_time＝使用讀計時器T5和T6的組合而計算的第一個時刻和第二個時刻之間的時間差值；phase_time＝已知的數據磁頭橫越過一段所需的時間；和current_phase＝第一旋轉位置。
如上所述，作為使用單個微秒計時器測量current_time和index_time的替代，通過毫秒和納秒計時器測量current_time和index_time。將這兩個計時器的讀數都轉換為微秒。毫秒計時器解析度的不足導致這種計時器無法記錄連續幾個毫秒之間經過的微秒。這些遺失的微秒可通過納秒計時器的讀數的幫助而獲得。將納秒計時器的讀數轉換為微秒，並將遺失的微秒加入與毫秒計時器讀數相等的微秒中。由此，可通過使用具有不同解析度的兩個計時器得到current-time和index_time之間的差值。
回到圖2，執行上述根據方框410確定第一旋轉位置和根據方框420確定第二旋轉位置的方法之一，為根據方框430，使用若干查找曲線中最快一個確定存取時間提供了必要信息。下面將解釋確定存取時間的細節。
第一旋轉位置(圖2的方框410)和第二旋轉位置(圖2的方框420)之間的物理差值(或有關時間)構成段差。段差直接轉換為存取時間。如果可在磁碟旋轉段差所需的時間內完成查找，則存取時間即段差乘以按照一已知速度橫越過一段所需的固定時間。如果無法在該時間內完成查找，則存取時間另外要加上與磁碟為完成查找所需另外的一轉或更多轉相關的時間。通常，查找時間的特點可由下面的等式表現等式3Access time＝(phase difference*phase time)+(number of revolutions*revolution time)通過在控制器120中使用子程序，「check_differency」，取四個變量″phase_difference″、″seek_distance″，″seek_profile″和″revolution″，根據方框430，通過使用若干查找曲線確定存取時間，並根據方框440，為確定的存取時間在若干查找曲線中確定一個最慢(或較慢)的。
可變的phase_difference是第一旋轉位置和第二旋轉位置之間的差值(不包括兩個位置之間的旋轉數)。可變seek_distance是第一旋轉位置的柱面位置和第二旋轉位置的柱面位置之間的絕對差值。可變的seek_profile表示控制器120使用若干查找曲線中的哪一個在存取中執行查找。例如，在具有四個各種可能的查找曲線的實施例中，seek_profile將四個查找曲線從最快到最慢評估出″FAST_SEEK″、″SLOW_SEEK″、″SLOWER_SEEK″以及″SLOWEST_SEEK″。可使用任一數量的查找曲線。最後，可變旋轉表示執行存取必須的旋轉數。
例行程序check_difference計算具有速度″seek_profile″和距離″seek_distance″的查找能否在對應於″phase_difference″和″revolutions″的時間內完成。如查找不能在規定的時間內完成，則對於例行程序check_difference返回FAIL。確定轉數的代碼如下所示。
使用下面的循環確定對於最快的查找曲線需要多少次旋轉
revolutions＝0；doif((status＝check_difference(phase_difference，seek_distance，FAST_SEEK，revolutions))＝＝FAIL)revolutions++；while(status＝＝FAIL)；對使用最快的查找曲線，在當前或初始磁軌上的第一旋轉位置和目的磁軌上的第二旋轉位置之間移動所需的旋轉次數的確定包括首先將旋轉次數設定為等於零。然後使用下面的輸入，重複執行check_difference的程序1)從第一旋轉位置和第二旋轉位置確定的段差(phase_difference)；2)對應於當前(初始)磁軌和目的磁軌的查找距離(seek_distance)；3)若干查找曲線中最快的一個(FAST_SEEK)；和4)由初始零值開始的旋轉次數(revolutions)。每重複一次程序，旋轉次數就增加1。如果時間大於或等於使用最快的查找曲線(FAST_SEEK)和預先存儲的查找距離(seek_distance)值計算的時間，程序回到PASS，存儲旋轉次數，並重複結束，否則，返回FAIL值，增加旋轉的次數，並且重複該程序。
在使用最快的查找曲線確定了旋轉次數之後，確定了若干查找曲線中能夠用於在由check_difference程序確定的時間內將數據磁頭從當前磁軌移動到目的磁軌的最慢的一個查找曲線(slowest_seek)。可將上面使用的相同的check_difference程序用於確定最慢的查找曲線，這通過下面的代碼說明。
檢查是否可及時地完成較慢的查找，在每一次慢查找模式時需要這種檢查。
上面可以使用seek_profile的連續值，直到確定了適當的查找曲線。對於整個柱面範圍，慢的查找曲線可接近於線性近似。查找曲線不再需要表或其它更為精確的方法，因為它不必知道較慢查找的查找時間。在一些實施例中，線性近似應當是保守的；換句話說，它們應當稍稍高估典型的最大查找時間。這將防止控制器選擇無法及時完成查找的慢的查找模式。
執行元件的線性近值或當前段之一應當調節得解決上面與負載查找命令的程序和時間相關的操作。另外，伺服系統可以不伺服查找命令，直到對應於一段的伺服楔。上述確定最適宜的查找的方法可稱為「正好及時」方法，因為它正好及時地發送了數據。雖然描述的運算法則在確定可接受的最慢的查找曲線中是有用的，但是熟悉本領域的人知道，它可以用於選擇比最快查找曲線慢，但是比可接受的最慢的查找曲線快的查找曲線。
一旦查找控制器120確定了適當的查找曲線，就將查找執行指令121發送到伺服控制器130。有幾種方法，使伺服控制器130使用最適宜的查找曲線，以將速度和加速度指令131提供給驅動元件電動機140，然後執行元件電動機140將控制執行元件150的移動。通常，伺服控制器130根據一個或更多速度要求曲線提供這種控制。圖6的圖示中示出這些速度要求曲線的一個例子。
圖6示出速度要求軌道曲線610、實際執行元件速度曲線620和簡化的音圈電動機(VCM)電流曲線。在查找開始(由編號611指出)和到達目的磁軌的時間(由編號612表示)之間，對這三個曲線進行描述。實際執行元件速度曲線620的峰值速度621、以及簡化的VCM電流曲線630的加速段631和減速段632在下面更加詳細地描述。
伺服控制器130計算從當前磁軌到目的磁軌的「需要經過的距離」。根據計算得到的距離，伺服控制器130將確定選擇哪一個速度要求曲線。速度要求曲線的數量可從單個軌道到認為為實現理想的性能所需的那麼多。這些速度要求曲線的形式可以是存儲在與控制器120和130關聯的只讀存儲器(ROM)、隨機存儲器(RAM)或快速存儲器內的硬編碼「查找」表。或者，速度要求曲線可以取數學等式形式，它能夠為每一次進行的查找計算真實時間。
在每一個從目的磁軌給出「要經過的距離」，伺服控制器130都將查找或計算相應的要求速度曲線。將這一按照所選擇的可接受查找曲線中較慢或者最慢一個(下面將描述)修改的速度要求曲線饋送到伺服控制環路中，從而，從功率放大器(圖中未示)輸出的電流將輸入到音圈電動機(一種特定類型驅動元件電動機140)，時執行元件150開始工作。所揭示的是兩種方法，它們可以要由伺服控制器130執行，以按照選擇的查找曲線修改確定的速度要求曲線。
在第一種方法中，速度要求曲線的加速和減速曲線不按照任何方式改變。圖7說明了在開始查找(由編號711指出)的時間與到達目的磁軌的時間(由編號712指出)之間，速度要求軌道曲線710、實際執行元件速度曲線720，和簡化的VCM電流曲線730。如早先提到的，對於任一給出的要經過的距離，有一個相應的，並具有要求速度值的峰值的速度要求曲線。典型地，將有一個與速度要求曲線相關的最小峰值速度或閾值。為了得到更低的執行元件速度峰值，需要更低的要求速度峰值。按照選定的查找曲線確定新的更低的要求速度峰值。如果在目前要經過的距離，要求速度峰值高於最小要求速度峰值，則伺服控制器將要求速度峰值強定為該新值。
圖7是上述方法的圖示，示出了和如圖6中所示的原來的要求速度峰值621相比，減小的要求速度峰值721。圖7所示的速度要求軌道710是圖6的速度要求軌道「省略一部分」的版本。圖7所示的實際執行元件速度720的曲線圖表示新的更低的要求速度峰值721，它對應於「省略」的速度要求軌道710。修改要求速度曲線的第一種方法，圖6和圖7的簡化的VCM電流曲線630和730中所示的加速度電流峰值是相同的，但是圖7中的電流改變得允許在新的峰值速度「航行」。如可以在圖6和7中看到的，VCM電流曲線630包括加速段631和減速段632，同時圖7所示的VCM電流曲線730包括加速段731、航行段732和減速段733。
根據這第一種方法，通過選擇0.5倍的原始要求速度峰值，可將峰值速度減小例如50％。如果在特定要經過的距離，查找表最小峰值速度大於峰值要求速度的0.5倍，則可將峰值要求速度限定為峰值要求速度的0.5倍。這一新的更低峰值要求速度一直保持到它小於在目前「要經過的距離」的峰值要求速度的0.5倍。這確保了電流曲線不改變。
圖8示出對圖7所示的第一種方法的修改方法的示圖。圖8所示的是速度要求軌道曲線810、實際執行元件速度曲線820和簡化的VCM電流曲線830。示出在查找開始的時間(由編號811表示)和到達目的磁軌的時間(由編號812表示)之間的曲線。速度要求軌道曲線810和實際執行元件速度曲線820與圖7所示的曲線710和720相同或類似。但是，在第一種方法的修改方法中，簡化的VCM電流曲線830不同於圖7所示的簡化的VCM電流曲線730。和VCM當前曲線730相似VCM電流曲線830包括加速段831、航行段832和減速段833。和圖7所示的VCM電流曲線730相反，VCM電流在初始加速段831是轉換速度限制的。VCM電流轉回使獨立變化的速度慢下來，由此改變初始加速段，這繼而減小了發射的聲音。
在第二種方法中，改變要求速度曲線，以產生更不進攻性(aggressive)的加速和減速曲線。圖9說明了利用第二種方法的一個例子的速度要求軌道曲線910，實際執行元件速度曲線920，以及簡化的VCM電流曲線930。示出在開始查找時刻(由編號911指出)和到達目的磁軌時刻(由編號912指出)之間的曲線910、920和930。和第一種方法一樣，有一個與速度要求曲線相關的最小峰值速度或閾值。只要新的更低的峰值要求速度不落到最小的峰值要求速度以下，就可按照選定的查找曲線，首先確定新的更低的峰值要求速度921。另外，第二種方法還包括使在931段和933段的執行元件150的加速度和減速度更為平緩。和反映第一種方法的圖7的對應的曲線相比，圖9的實際執行元件速度920和簡化的VCM電流930曲線表示顯示了更為平緩的加速段和減速段931和933。這將可以使航行段932縮短。第二種方法還包括只使執行元件150的加速度和減速度更為平緩，而不減小峰值要求速度。
可以為第一種方法增加圖7以外的改變速度要求和加速度曲線。在上述方法中，單個的MAX_DIST值(表示查找將獲得的最大或峰值速度)在大的查找長度範圍中(例如，在200個磁軌上)可能是不充分的。為這個例子作的假設是每一個JIT查找曲線將執行比「更高級」JIT查找多花費正好1毫秒的查找。一級JIT查找應當比一般的查找多花正好1毫秒的時間。這個需要更多MAX_DIST值的問題可以通過產生幾個額外的MAX_DIST值(它們使用查找長度作為檢索項進行檢索)表而克服。雖然這樣是有用的，但是它對於阻止離1毫秒變化得太多的查找時間差值是不適當的。理想的MAX_DIST值是大致查找長度的線性函數，故而可為每一個MAX_DIST產生額外的參數，稱為MAX_DIST_SLOPE。MAX_DIST_SLOPE乘以查找長度，以產生MAX_DIST修改量，然後如等式4所示加到MAX_DIST本身。
等式4MAX_DIST＝MAX_DISTnominal+MAX_DIST_SLOPE*(SEEK_LENGTH)其中，SEEK_LENGTH長度定義為對於考慮的查找長度的特定的範圍，實際的查找長度和最小查找長度之間的差值。這使得必須提出確定適當的MAX_DIST_SLOPE和MAX_DISTnominal的方法，作為JIT查找調整程序的部分。下面的等式將給出這兩個值，其中假設已知兩個MAX_DIST值將在兩個不同查找長度，在所考慮的查找長度範圍內產生理想的查找時間。這些MAX_DIST值和它們的相應的查找長度在等式5和6中表示MAX_DIST1SEEK_LENGTH1和MAX_DIST2SEEK_LENGTH2。MAX_DIST_SLOPE=MAX_DIST2-MAX_DIST1SEEK_LENGTH2_SEEK_LENGTH1]]>等式5等式6MAX_DISnominal＝MAX_DIST1*SEEK_LENGTH1雖然這一線性函數關於查找理想的時間提供了更高的精確度，但是還可以進一步修改。在特定查找範圍中間，查找時間在在時間內趨向於朝上突出，這意味著需要比上述程序給出的更大的MAX_DIST值。二級修改量可用於加一個小的調節，它是表示查找長度離開考慮的特定查找長度範圍中心多遠的值的平方的函數。在等式7中描述了這種調節。
等式7MAX_DIST_ADJ=MAXIMUM_MAX_DIST_ADJ*[1-(SEEK_LENGTH_MID_SEEK_RANGEMID_SEEK_RANGE)2]]]>從這個等式顯出的一個有用的特點是除了變量MAXIMUM_MAX_DIST_ADJ以外，由查找範圍和查找長度預先確定所有的變量。但是，這一特定變量是調諧理想的MAX_DIST的正確形式。在SEEK_LENGTH接近於所考慮的查找長度範圍的一個邊緣處，等式為零。
回顧上面參照附圖描述的本發明，揭示了一種方法400，它控制磁碟驅動器100中的執行元件150，將數據磁頭160從當前磁軌移動到目的磁軌，以進行存取。
如圖2的方框410所示，方法包括確定當將開始存取時，對應於磁頭旋轉位置的第一旋轉位置。如方框420所示，確定對應於數據磁頭在存取目的地處的旋轉位置的第二旋轉位置。在方框430，使用若干查找曲線中最快的一個，確定將數據磁頭從初始磁軌上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置所需的存取時間。如方框440所示，該方法包括確定若干查找曲線中較慢的一個，這個較慢的查找曲線能夠在確定的存取時間內，將數據磁頭從初始磁軌上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置。在一些實施例中，確定較慢的查找曲線包括確定能夠在存取時間內移動數據磁頭的最慢的查找曲線。方法還包括使用若干查找曲線中選定的較慢或最慢的一個控制執行元件，以執行存取，如方框450所示。
在本發明的方法的一些實施例中，確定第一旋轉位置包括當對應於存取的第二個命令和第一個命令是若干排列好的命令中的一部分時，確定正好在存取之前執行的第一個命令的結束旋轉位置。在這些實施例中，第一個命令的結束旋轉位置是第一旋轉位置。
在本發明的方法的一些實施例中，確定第一旋轉位置包括從寄存器檢索第一旋轉位置。在本發明的方法的其他實施例中，其中，將磁碟表面175分為若干徑向區(例如170-1到170-8)，並且每一個徑向區構成一段，確定第一旋轉位置包括如方框510所示的，記錄磁碟表面上的索引標記176最近經過數據磁頭160下方的第一時刻；如方框520所示，記錄當從主機系統110接收到對應於存取的下一個命令那瞬的第二時刻；如方框530所示，確定第一時刻和第二時刻之間的差值；以及如方框540所示，將差值除以已知的數據磁頭橫越過一段所需的時間，以確定對應於第一旋轉位置的當前段。
在本發明的方法的一些實施例中，確定第二旋轉位置(方框420)包括從例如查找控制器120的存儲器中的寄存器檢索第二旋轉位置。
在本發明的一些實施例中，其中，將磁碟表面範圍若干徑向區(例如170-1到170-8)，並且若干個徑向區中的每一個都構成一段，確定存取時間(方框430)的步驟還包括確定第一旋轉位置和第二旋轉位置之間的段差，使用最快查找曲線，確定初始磁軌上的第一旋轉位置和目的磁軌上的第二旋轉位置之間旋轉的次數，以及按照段差和旋轉次數確定存取時間。在這些實施例的其中一些中，確定存取時間的步驟還包括通過將段差乘以橫越過每一段的固定時間，而將段差轉換為時間單位，而得到第一個時間，通過將旋轉次數乘以每一次旋轉的固定時間，而將旋轉次數轉換為時間單位，而得到第二個時間，並將第一和第二個時間相加，以得到存取時間。
本發明的磁碟驅動器數據存儲系統100包括提供磁碟表面175的數據存儲磁碟170，數據磁頭160，將數據磁頭支持在磁碟表面上的執行元件150(從而移動執行元件導致數據磁頭的移動)，以及控制執行元件移動數據磁頭以執行存取的控制器120、130。控制器120、130適用於確定使用若干查找曲線中最快的一個執行存取的存取時間，並確定若干查找曲線中能夠在確定的存取時間內執行存取的較慢或最慢的一個查找曲線。控制器120、130使用若干查找曲線中較慢或最慢的一個控制執行元件的移動。
應當知道，雖然已經描述了本發明的各個實施例的許多特點和優點，以及本發明的各個實施例的結構和功能的細節，但是這些揭示僅用於說明，在細節上仍可有變化，特別是在本發明的原理內結構和部件的安排，其中廣泛的含義由所附的權利要求表達。例如，特定元件可以根據磁碟驅動器查找控制功能特定的應用確定，同時保持基本上相同的功能，而不背離本發明的範圍和主旨。
雖然已經參照具體實施例描述了本發明，熟悉本領域的技術人員將知道，在把背離本發明的主旨和範圍的條件下，可以在形式和細節上進行變化。
權利要求
1.一種控制磁碟驅動器中的執行元件，將數據磁頭從當前磁軌移動到目的磁軌，以執行存取的方法，所述方法的特徵在於包含以下步驟(a)確定當將開始存取時，對應於數據磁頭的旋轉位置的第一旋轉位置；(b)確定對應於數據磁頭在存取目的地的旋轉位置的第二旋轉位置；(c)確定使用多個查找曲線中最快的一個，將數據磁頭從初始磁軌上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置的存取時間；(d)確定多個查找曲線中，能夠用於在確定的存取時間內，將數據磁頭從初始磁軌上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置的較慢的查找曲線；和(e)使用多個查找曲線中確定的較慢的一個，控制執行元件，以執行存取。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於確定第一旋轉位置的步驟(a)包括當對應於存取的第二個命令和第一個命令是多個排列命令的一部分時，確定在該存取之前剛剛執行的第一個命令的結束旋轉位置，其中第一個命令的結束旋轉位置是第一旋轉位置。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於確定第一旋轉位置的步驟(a)包括從寄存器檢索第一旋轉位置。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於將磁碟表面分為多個徑向區，並且每一個徑向區都構成一段，並且確定第一旋轉位置的步驟(a)包括以下步驟(a)(1)記錄磁碟表面上的索引標記最近經過數據磁頭下方的第一個時刻；(a)(2)記錄當從主機接收到對應於存取的下一個命令那瞬的第二個時刻；(a)(3)確定第一個時刻和第二個時刻之間的差值；和(a)(4)將差值除以已知的數據磁頭橫越過一段所需的時間，以確定對應於第一旋轉位置的當前段。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定第二旋轉位置的步驟(b)包括從寄存器檢索第二旋轉位置。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於將磁碟表面分為多個徑向區，並且每一個徑向區都構成一段，其中使用多個查找曲線中的最快的一個查找曲線，確定將數據磁頭從初始磁軌上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置的存取時間的步驟(c)包括以下步驟(c)(1)確定第一旋轉位置和第二旋轉位置之間的段差(c)(2)使用最快的查找曲線，確定初始磁軌上的第一旋轉位置和目的磁軌上的第二旋轉位置之間的旋轉次數；和(c)(3)按照段差和旋轉次數確定存取時間。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於按照段差和旋轉次數確定存取時間的步驟(c)包括以下步驟(c)(1)通過將段差乘以橫越過每一段的固定的時間，將段差轉換為時間單位，以得到第一時間；(c)(2)通過將旋轉次數乘以每一次旋轉的固定時間，將旋轉次數轉換為時間單位，以得到第二個時間；和(c)(3)將第一和第二時間相加，以得到存取時間。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於包含步驟(f)根據初始磁軌和目的磁軌之間的距離和在多個查找曲線中確定的較慢的查找曲線，確定速度要求曲線。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於還包含步驟(g)調節確定的速度要求曲線，進一步優化存取。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於在多個查找曲線中確定較慢的查找曲線的步驟(d)還包括步驟在多個查找曲線中確定能夠用於在確定的存取時間內，將數據磁頭從初始磁軌上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置的最慢的查找曲線。
11.一種磁碟驅動數據存儲系統，其特徵在於包含提供磁碟表面的數據存儲磁碟；數據磁頭；執行元件，它將數據磁頭支持在磁碟表面上，從而執行元件的移動導致數據磁頭的移動；控制器，控制執行元件移動數據磁頭，以執行存取，其中控制器適用於確定使用多個查找曲線中最快的一個進行存取的存取時間，並且其中，控制器還適用於在多個查找曲線中確定能夠用於在確定的存取時間內執行存取的較慢的查找曲線，控制器使用在多個查找曲線中確定的較慢的查找曲線控制執行元件的移動。
12.如權利要求11所述的設備，其特徵在於多個查找曲線中較慢的一個是多個查找曲線中能夠在確定的存取時間內執行存取的最慢的查找曲線。
13.如權利要求11所述的設備，其特徵在於，控制器還適用於確定對應於數據磁頭在將開始查找時的旋轉位置的第一旋轉位置，以及對應於數據磁頭在查找目的地的旋轉位置的第二旋轉位置，其中控制器適合於使用第一旋轉位置和第二旋轉位置確定存取時間和確定的較慢的查找曲線。
14.如權利要求13所述的設備，其中，當對應於存取的第二個命令和第一個命令是多個排列好的命令中的一部分時，控制器還適合於通過確定在存取之前剛剛執行的第一個命令的結束旋轉位置，確定第一旋轉位置，其中第一個命令的結束旋轉位置是存取的第一旋轉位置。
15.如權利要求13所述的設備，其特徵在於控制器還適合於通過從寄存器檢索第一旋轉位置確定第一旋轉位置。
16.如權利要求13所述的設備，其特徵在於將磁碟表面分為多個徑向區，並且每一個徑向區都構成一段，其中控制器還適合於通過以下步驟確定第一旋轉位置記錄磁碟表面上的索引標記最近通過數據磁頭下方的第一時刻；記錄從主機系統接收到對應於存取的下一個命令的那瞬的第二時刻；確定第一時刻和第二時刻之間的差值；和將差值除以已知數據磁頭橫越過一段所需的時間，以確定對應於第一旋轉位置的當前段。
17.如權利要求13所述的設備，其特徵在於將磁碟表面分為多個徑向區，其中每一個徑向區都構成一段，其中控制器還適合於通過以下步驟，確定使用多個查找曲線中的最快的一個將數據磁頭從第一旋轉位置移動到第二旋轉位置的存取時間確定第一旋轉位置和第二旋轉位置之間的段差；使用最快查找曲線確定初始磁軌上的第一旋轉位置和目的磁軌上的第二旋轉位置之間旋轉的次數；和根據段差和旋轉次數確定存取時間。
18.如權利要求13所述的設備，其特徵在於控制器還適合於根據在多個查找曲線中確定的較慢的查找曲線的初始磁軌和目的磁軌之間的距離確定速度要求曲線。
19.如權利要求13所述的設備，其特徵在於控制器還適合於調節確定的速度要求曲線，以進一步優化存取。
20.一種磁碟驅動設備，其特徵在於包含提供磁碟表面的磁碟；和控制執行元件，使數據磁頭在磁碟表面上移動，以執行存取的裝置。
全文摘要
本發明提供了一種控制磁碟驅動器中的執行元件以移動數據磁頭,執行存取的方法,這種方法包括:確定對應於數據磁頭在將開始存取時的旋轉位置的第一旋轉位置,以及確定對應於數據磁頭在存取目的地的旋轉位置的第二旋轉位置。隨後,確定使用若干查找曲線中最快的一個,將數據磁頭從當前或初始軌道上的第一旋轉位置移動到目的磁軌上的第二旋轉位置所需的存取時間。確定若干查找曲線中可用於在存取時間內將數據磁頭從第一磁軌移動到第二磁軌的較慢或最慢的一個查找曲線。隨後,使用若干查找曲線中確定為較慢或最慢的查找曲線控制執行元件以執行存取。另外,設置磁碟驅動器。
文檔編號G11B5/55GK1322350SQ99811879
公開日2001年11月14日 申請日期1999年10月8日 優先權日1998年10月9日
發明者M·A·蓋特納, P·A·蓋洛韋, B·J·勞思, Z·科特, D·C·庫爾, J·D·格雷格 申請人:西加特技術有限責任公司