DE69624521T2 - Rotierende Speichervorrichtung und Verfahren - Google Patents

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
• Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektronik und insbesondere auf eine Motorsteuerung für Festplattenlaufwerke.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• In den vergangenen drei Dekaden wurden Festplattenlaufwerke zu einem Standardmerkmal in Computersystemen. Einer der Schlüsselfaktoren ihrer Popularität war die Verfügbarkeit von kleineren Plattenlaufwerken, die zuerst in Minicomputer, dann Mikrocomputer und nun Notebook-Computer passen. Eine Komponente der rotierenden Magnetspeichervorrichtung, die während dieser Periode entwickelt worden ist, ist der Wellenmotor.
• Der Wellenmotor dreht das magnetische Medium und befindet sich im Zentrum des rotierenden Magnetspeichers. Die ersten Wellenmotoren waren Induktionsmotoren, die an einer Wechselstromnetzleitung betrieben wurden. Diese Motoren stellten ausreichend Drehmoment zum Starten und Drehen der Platten zur Verfügung und boten eine stabile Drehzahl. Mit international wachsenden Märkten für Computer wurden jedoch die verschiedenen Spannungen (100 V, 110 V und 220 V) und Frequenzen (50 Hz und 60 Hz) in verschiedenen Ländern zu einem logistischen Problem. Ferner haben die Komplikationen beim Führen der Netzwechselspannung zu einer internen Komponente des Computers die Entwicklung von gleichspannungsbetriebenen Festplattenlaufwerken gefördert.
• Alle Gleichstrommotoren erfordern eine Kommutierung (Umschalten der Erregung von einem Satz von Motorspulen zum nächsten), wenn der Motor rotiert. Die klassische Weise, in der dies gehandhabt wird, besteht darin, daß der Motor einen Kommutationsring und Bürsten aufweist. Der Kommutationsring ist im Rotor angeordnet, während die Bürsten am Stator angeordnet sind. Wenn der Motor rotiert, stellen die leitenden Bürsten Kontakt mit verschiedenen leitenden Bereichen des Kommutationsrings her, wodurch die leitenden Bereiche am Kommutationsring aktiviert werden, was die geeignete Spule im Rotor erregt, um den Motor in der gewünschten Richtung rotieren zu lassen. Ein Nachteil bei dieser Gleichstromlösung besteht darin, daß die Bürsten im Zeitverlauf eine Abnutzung aufweisen. Da ferner die Bürste von einer Spule zu einer weiteren am Kommutationsring umschaltet, entsteht ein Lichtbogen, wenn der Übergang stattfindet. Die Abnutzungsprozesse und die elektrischen Störungen machen den Gleichstrombürstenmotor für Festplattenanwendungen ungeeignet.
• Eine weitere Lösung zum Drehen von Festplatten ist der bürstenlose Gleichstrommotor. In diesem Fall liefert etwas anderes als Bürsten die Information darüber, wann zwischen den Spulen am Motor umzuschalten ist. Ein Typ von bürstenlosem Gleichstrommotor verwendet Hall-Effekt-Vorrichtungen, die ein Magnetfeld erfassen. Durch Plazieren von Permanentmagneten am Rotor kann die Drehposition des Rotors ermittelt und die geeignete Spule des Motors angeregt werden. Diese Motoren erfordern jedoch eine Steuervorrichtung/Treibervorrichtung, um das Ausgangssignal der Hall-Effekt-Vorrichtungen zu verarbeiten. Da Festplattenlaufwerke ständig kleiner und kostengünstiger werden, haben die Größe und die Kosten der Hall-Effekt-Vorrichtungen den Bedarf an einer anderen Lösung für Wellenmotoren gefördert.
• Eine weitere Lösung zum Antreiben von Festplattenlaufwerken ist der halllose, bürstenlose Gleichstrommotor, auch als bürstenloser Gegen-EMK-Kommutations-Motor bezeichnet. Dieser Motor nutzt das Konzept, daß es möglich ist, die Stellung des Rotors eines bürstenlosen Gleichstrommotors herzuleiten durch Überwachung der Gegen-EMK-Spannung, die der Motor erzeugt. Jede Spule erzeugt eine Gegen-EMK, wenn der Motor rotiert. Die Gegen-EMK kann leicht ermittelt werden durch Messen der Spannung über einer nicht angesteuerten Spule. Die Gegen-EMK-Spannung ist direkt proportional zur Drehzahl des Motors. Deshalb ist zum Anlaufzeitpunkt und bei niedrigen Drehzahlen keine Gegen- EMK-Spannung vorhanden, aus der die Kommutationsinformationen herzuleiten sind. Das Problem, wie der bürstenlose Gegen-EMK-Kommutations-Motor zu starten ist, wurde auf verschiedene Weise behandelt: eine Möglichkeit ist, das Problem nicht zu beachten und die Spulen blind in einer bestimmten Reihenfolge anzuregen, bis die Drehzahl ausreicht, um eine ausreichende Gegen-EMK zu erzeugen und die Drehposition des Rotors zu lokalisieren. Dieses Verfahren ist jedoch problematisch, da sich der Rotor beim Anlaufen häufig in einer solchen Position befindet, daß das erzeugte Drehmoment die falsche Polarität aufweist und die Platte rückwärts rotiert. Die Rückwärtsrotation findet nur eine kurze Zeit statt und der Motor wird schnell synchronisiert, wobei sich die Platte vorwärts dreht. Die Rückwärtsrotation ist jedoch unerwünscht, da die Abnutzung zwischen dem Aufzeichnungskopf und der Platte in einer Richtung stattfindet, für die die beiden nicht konfiguriert sind. Wenn sich die Platte in der entgegengesetzten Richtung dreht, können ferner Partikel freigesetzt werden, die sich nahe dem Kopf-Platte- Kontakt angesammelt haben. Diese losen Partikel können Datenfehler hervorrufen und stellen somit ein Zuverlässigkeitsproblem dar. Ein zweiter Typ von Lösung ist beschrieben im US-Patent Nr. 4.876.491 mit dem Titel "Method and Apparatus for Brushless DC Motor Speed Control" von Squires u. a., und im US-Patent Nr. 5.117.165 mit dem Titel "Closed-Loop Control of a Brushless DC Motor From Standstill to Medium Speed" von Cassat u. a. Diese beiden Techniken nutzen die Tatsache, daß die Induktivität eines magnetischen Systems eine Funktion des Magnetfeldes durch das System ist. Wenn wie in Fig. 1 gezeigt das Magnetfeld durch ein Materialstück schwach ist, ist die Steigung der B/H-Kurve (der Induktivität) hoch. Bei stärkeren Magnetfeldvorspannungen ist die Steigung der B/H-Kurve flacher und die resultierende Induktivität geringer. Durch Ansteuern von Impulsen in den Phasen eines bürstenlosen Gegen-EMK-Gleichstrommotors und Messen der Amplituden der resultierenden Signale an den Motorspulen ist es möglich, die Rotorposition des Motors herzuleiten. Diese Lösung erfordert jedoch eine spezielle Vorrichtung für die Erzeugung von Impulsen oder kleinen sinusförmigen Strömen. Ferner ist spezielle Hardware erforderlich, um die Amplitude der resultierenden Signale, die kleiner ist als die laufende Motoramplitude, zu messen, sowie ein Sequenzierer zum Überwachen des Prozesses. Dieses Verfahren legt ausreichend Strom an, um einen Meßwert zu erhalten, jedoch nicht ausreichend Strom, um den Motor zu bewegen. Die Rotorposition wird als eine Differenz zwischen diesen Meßwerten erfaßt, welche klein sind. Die Einschränkungen des Standes der Technik haben Bedarf an einem Anlauf-Kommutationsverfahren für einen bürstenlosen Gegen-EMK-Gleichstrommotor ohne Rückwärtsrotation geschaffen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Starten eines bürstenlosen Gegen-EMK- Kommutations-Motors ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen speziellen Motoransteuervorrichtung zu schaffen. Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für Fachleute deutlich in bezug auf die folgende Beschreibung und in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ansteuern eines Motors, das die Schritte umfaßt: Identifizieren einer Ruheposition eines oder mehrerer Speichermedien, die wenigstens zwei Speichermediumsseiten zur Verfügung stellen, die verschieden magnetisierte Muster aufweisen, die auf einer Landezone jeder Speichermediumsseite gespeichert sind; Abbilden der verschieden magnetisierten Datenmuster auf jeder Landezone, wenn das oder jedes Speichermedium in der Ruheposition angeordnet ist, in eine Motoransteuerungsfolge; und Ansteuern des Motors mit der Motoransteuerungsfolge, die auf der Landezone abgebildet ist, wobei die Motoransteuerungsfolge den Motor beim Motorstart ohne Rückwärtsrotation ansteuert.
• Der Abschnitt des jeweiligen Speichermediums, der unter einer Datenlesevorrichtung stoppt, kann unter Verwendung eines Lesekopfes gelesen werden. Vorzugsweise repräsentiert ein Multi-Bit-Code die Ruheposition jedes von mehreren Speichermedien, wobei die Daten auf einer Landezone des jeweiligen Speichermediums plaziert sind. Die Platten können in der Form angeordnet sein, die in einem Multi-Platter-Festplattenlaufwerk zu finden ist.
• Vorzugsweise wird ein Standard-Gegen-EMK-Ansteuerverfahren verwendet, sobald sich jedes magnetische Speichermedium mit einer Drehzahl dreht, die ausreicht, um eine ausreichende Gegen-EMK zu erzeugen.
• Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Festplattenlaufwerk, das umfaßt: ein oder mehrere Speichermedien, die wenigstens zwei Speichermedium-Seiten aufweisen; Köpfe, die so betreibbar sind, daß sie Daten in den Speichermedium- Seiten lesen und in sie schreiben; eine Landezone, die auf jeder Speichermedium- Seite angeordnet ist, wobei die Köpfe zur Ruhe kommen, wenn sich das oder jedes Speichermedium nicht dreht, wobei jede Landezone so beschaffen ist, daß sie unterschiedliche Datenmuster speichert; eine Schaltungsanordnung, die die verschiedenen Datenmuster, die von den Köpfen aus jeder Landezone gelesen werden, decodiert und ein Motoransteuerungsfolgensignal erzeugt; und einen Motor, der das oder jedes Speichermedium in Reaktion auf das Motoransteuerungsfolgensignal in der Weise antreibt, daß das Speichermedium ohne Rückwärtsdrehung angetrieben wird.
• Jedes Speichermedium kann ein magnetisches Speichermedium sein, auf das ein Muster von Daten geschrieben ist, das eine erste Gruppe von Bereichen umfaßt, die magnetisiert sind, sowie eine zweite Gruppe von Bereichen, die unmagnetisiert sind. Das Muster von Daten, das in der Landezone angeordnet ist, bildet vorzugsweise einen Gray-Code, um somit eine potentielle Überlaufbedingung zu beseitigen.
• Das Festplattenlaufwerk der vorliegenden Erfindung umfaßt vorzugsweise einen induktiv lesenden Kopf. Außerdem ist der Motor vorzugsweise ein bürstenloser Motor mit Gegen-EMK-Kommutation.
KURZBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Die folgende genaue Beschreibung bestimmter bevorzugter und beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung offenbaren die Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen, in welchen:
• - Fig. 1 ein Graph ist, der eine Hysterese-Schleife 10 mit einer magnetischen Flußdichte (B) auf einer vertikalen Achse und einer Magnetfeldstärke (H) auf einer horizontalen Achse zeigt;
• - Fig. 2 ein Magnetisierungsdiagramm ist, das eine Plattenoberfläche 20 und ein Magnetisierungsmuster 23 in einer Landezone 22 zeigt;
• - Fig. 2a ein Magnetisierungsdiagramm ist, das eine Plattenoberfläche 30 und ein Magnetisierungsmuster 33 in einer Landezone 32 zeigt;
• - Fig. 2b ein Magnetisierungsdiagramm ist, das eine Plattenoberfläche 40 und ein Magnetisierungsmuster 43 in einer Landezone 42 zeigt;
• - Fig. 3 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Magnetisierungsmustern 23, 33 und 43 der Fig. 2, 2a und 2b und der jedem Magnetisierungsmuster zugeordneten Spulenansteuerungskombination zeigt;
• - Fig. 4 ein Magnetisierungsdiagramm ist, das eine Plattenoberfläche 50 und ein Magnetisierungsmuster 53 in einer Landezone 52 zeigt;
• - Fig. 4a ein Magnetisierungsdiagramm ist, das eine Plattenoberfläche 60 und ein Magnetisierungsmuster 63 in einer Landezone 62 zeigt;
• - Fig. 5 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Magnetisierungsmustern 53 und 63 der Fig. 4, und 4a und der jedem Magnetisierungsmuster zugeordneten Spulenansteuerungskombination zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
• Fig. 1 ist ein Graph, der eine Hystereseschleife 10 mit der magnetischen Flußdichte (B) auf einer vertikalen Achse und der Magnetfeldstärke (H) auf einer horizontalen Achse zeigt, wie Fachleuten bekannt ist. Die Hystereseschleife 10 wird verwendet, um die Beziehung zwischen der Magnetfeldstärke (H) und der Induktivität zu zeigen. Die inverse Beziehung zwischen der Magnetfeldstärke (H) und der Induktivität wird in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung genutzt.
• Fig. 2 ist ein Magnetisierungsdiagramm, das eine Plattenoberfläche 20 mit einer Landezone 22 zeigt. Ein Magnetisierungsmuster, das durch einen dunklen Bereich 23 gezeigt ist, befindet sich auf der Landezone 22 und ist für die Plattenoberfläche 20 eindeutig. Der übrige Bereich der Landezone 22 ist nicht magnetisiert. Das Magnetisierungsmuster 23 stellt ein einzelnes Bit an Daten zur Verfügung, das die Identifikation der "Ruheposition" der Plattenoberfläche 20 unterstützt.
• Fig. 2a ist ein Magnetisierungsdiagramm, das eine Plattenoberfläche 30 mit einer Landezone 32 zeigt. Ein Magnetisierungsmuster, das durch einen dunklen Bereich 33 gezeigt ist, befindet sich auf der Landezone 32 und ist für die Plattenoberfläche 30 eindeutig. Der übrige Bereich der Landezone 32 ist nicht magnetisiert. Das Magnetisierungsmuster 33 stellt ein einzelnes Bit an Daten zur Verfügung, das die Identifikation der "Ruheposition" der Plattenoberfläche 30 unterstützt.
• Fig. 2b ist ein Magnetisierungsdiagramm, das eine Plattenoberfläche 40 mit einer Landezone 42 zeigt. Ein Magnetisierungsmuster, das durch einen dunklen Bereich 43 gezeigt ist, befindet sich auf der Landezone 42 und ist für die Plattenoberfläche 40 eindeutig. Der übrige Bereich der Landezone 42 ist nicht magnetisiert. Das Magnetisierungsmuster 43 stellt ein einzelnes Bit an Daten zur Verfügung, das die Identifikation der "Ruheposition" der Plattenoberfläche 40 unterstützt.
• Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den Magnetisierungsmustern 23, 33 und 43 (die ein Drei-Bit-Digitalwort bilden) auf den Plattenoberflächen der Fig. 2, 2a und 2b und die dem Magnetisierungsmuster zugeordnete Spulenansteuerungskombination zeigt. Die dem jeweiligen Magnetisierungsmuster (23, 33 und 43) zugeordneten Ansteuerungskombinationen steuern die Platte(n) ohne irgendeine anfängliche Rückwärtsrotation an. Obwohl ein beliebiges Muster verwendet werden kann, wird ein Gray-Code-Muster verwendet, um Fehler zu reduzieren durch Eliminieren irgendeiner potentiellen Überlaufbedingung (ein Gray-Code ist ein Muster, bei dem sich nur ein Bit auf einmal ändert). Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen den Magnetisierungsmustern 23, 33 und 43 und der Spulenansteuerungskombination zum Ansteuern eines Wellenmotors in einem bipolaren Modus, wodurch ermöglicht wird, daß jede Phase des Motors entweder positiv oder negativ oder gar nicht angesteuert wird.
• Fig. 4 ist ein Magnetisierungsdiagramm, das eine Plattenoberfläche 50 mit einer Landezone 52 zeigt. Ein Magnetisierungsmuster, das durch einen dunklen Bereich 53 gezeigt ist, befindet sich auf der Landezone 52 und ist für die Plattenoberfläche 50 eindeutig. Der übrige Bereich der Landezone 52 ist nicht magnetisiert. Das Magnetisierungsmuster 53 stellt ein einzelnes Bit an Daten zur Verfügung, das die Identifikation der "Ruheposition" der Plattenoberfläche 50 unterstützt.
• Fig. 4a ist ein Magnetisierungsdiagramm, das eine Plattenoberfläche 60 mit einer Landezone 62 zeigt. Ein Magnetisierungsmuster, das durch einen dunklen Bereich 63 gezeigt ist, befindet sich auf der Landezone 62 und ist für die Plattenoberfläche 60 eindeutig. Der übrige Bereich der Landezone 62 ist nicht magnetisiert. Das Magnetisierungsmuster 63 stellt ein einzelnes Bit an Daten zur Verfügung, das die Identifikation der "Ruheposition" der Plattenoberfläche 60 unterstützt.
• Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den Magnetisierungsmustern 53 und 63 (die ein Zwei-Bit-Digitalwort bilden) auf den Plattenoberflächen 50 und 60 und der jedem möglichen Magnetisierungsmuster zugeordneten Spulenansteuerungskombination zeigt. Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen den Magnetisierungsmustern 53 und 63 und der Spulenansteuerungskombination zum Ansteuern eines Wellenmotors in einem unipolaren Modus. Obwohl ein beliebiges Muster verwendet werden kann, wird ein Gray-Code-Muster verwendet, um Fehler zu reduzieren. Folglich kann jede Phase des Wellenmotors angesteuert werden, oder nicht, im Gegensatz zum Ansteuern eines Motors in einer bipolaren Weise, die es erlaubt, jede Phase entweder positiv, negativ oder gar nicht anzusteuern.
• Es folgt eine funktionale Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In Ruhe liest ein (nicht gezeigter) Kopf die Daten auf der Plattenoberfläche 20 nicht in der gleichen Weise, wie Daten gelesen werden, während sich die Plätte 20 bewegt. Während der Bewegung induziert ein unter dem Kopf (der eine Spule aufweist) durchlaufender magnetisierter Abschnitt eine Spannung im Kopf aufgrund des Faraday'schen Gesetzes. Die Spannung wird mittels eines Kopfvorverstärkers gelesen, verstärkt und als Daten verwendet. Wenn jedoch die Platte 20 ruht, wird im Kopf keine Spannung induziert. Ferner kommt der Kopf bei Ruhe in einer Landezone (z. B. der Landezone 22) zur Ruhe, die typischerweise keine Daten hält. Bei dieser Erfindung ist vorteilhaft ein Muster von Daten in der Landezone 22 plaziert, wobei beim Anlaufen irgendein Typ von Wechselstromsignal (z. B. ein Dreieckwellensignal) zum Kopf gesendet wird und ein Spannungsantwort vom Kopf-Vorverstärker gelesen wird. Es gibt verschiedene Mittel zum Erzeugen und Senden eines Wechselstroms zum Kopf. Diese Erfindung ist nicht auf irgendeines der Mittel beschränkt, sondern umfaßt alle Mittel zum Erzeugen und Senden eines Wechselstroms zum Kopf. Ein Beispiel zur Erzeugung eines Wechselstroms umfaßt die Verwendung einer Oszillatorschaltung. Die Eigenart der Spannungsantwort auf den sinusförmigen Strom zeigt die Impedanz, die vom Kopf an der Platte an einem Ort in der Landezone 22 gesehen wird, gemäß dem ohmschen Gesetz:
• Z = V/I.
• Die Spannungsantwort wird von der Kopfschaltung gelesen. Obwohl die Kopfschaltung ein Beispiel für das Lesen der Spannungsantwort ist, ist diese Erfindung nicht auf dieses eine Mittel beschränkt, sondern umfaßt alle Mittel zum Lesen der Spannungsantwort am Kopf.
• Da eine komplexe Impedanz zwei Komponenten in diesem System aufweist (Z = R + jwL), liefert ein Impedanzmeßwert eine Anzeige für die Induktivität am Kopf. Unter Verwendung der Induktivität-Magnetfeldstärke-Beziehung der Fig. 1 bietet die Impedanz (und somit die Induktivität) eine Anzeige dafür, ob dieser bestimmte Abschnitt der Landezone 22 magnetisiert ist. Die Beziehung der Fig. 1 wird mittels der folgenden Beziehungen besser verstanden:
• 1. c H·dl = I (Stoke'sches Theorem),
• 2. H I (von 1 mit einer festen Geometrie),
• 3. V = L(di/dt),
• 4. Φ B·A (wobei A die Querschnittsfläche ist),
• 5. V = n·dΦ/dt,
• 6. V n·A(dB/dt) (Kombinieren von 4 und 5),
• 7. L n·A(dB/di) (Kombinieren von 3 und 6),
• 8. L dB/dH (Kombinieren von 2 und 7).
• Wenn somit eine höhere Impedanz (und somit eine höhere Induktivität) am Kopf gesehen wird, ist dieser Abschnitt der Landezone 22 nicht magnetisiert. Wenn eine niedrigere Impedanz (und somit eine niedrigere Induktivität) am Kopf gesehen wird, ist dieser Abschnitt der Landezone 22 magnetisiert. Somit kann bei Ruhe ein Abschnitt der Landezone 22 gelesen werden, um zu ermitteln, ob an diesem Ort Daten vorhanden sind. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu Lösungen des Standes der Technik, da die Erfindung Daten bei Ruhe liest, anstelle des Motorphasenstroms und der Spannungen.
• Unter Verwendung des obenbeschriebenen Verfahrens kann die Ruheposition der Platte ermittelt werden, wobei diese Information genutzt werden kann, um die Phase zum Starten der Wellenmotoransteuerung anzuzeigen, um somit die Probleme und Beschränkungen der im Hintergrund beschriebenen Anlauflösungen des Standes der Technik zu umgehen.
• Motoren, und in dieser bestimmten Ausführungsform Wellenmotoren, können entweder in einem unipolaren Modus oder in einem bipolaren Modus angesteuert werden. In einem unipolaren Modus wird nur eine Spule des Motors zu einem Zeitpunkt erregt. Im Fall eines bipolaren Modus werden zwei Spulen des Motors gleichzeitig erregt. Wenn ein Wellenmotor in einer bipolaren Weise angesteuert wird, besteht die Wahl, zwei von drei Spulen entweder positiv oder negativ anzusteuern. Dies erzeugt sechs verschiedene Ansteuerungszustände für den Motor. Wenn drei Spulen existieren (bezeichnet mit A, B und C) kann jede Spule positiv oder negativ angesteuert werden, wobei die existierenden Kombinationen in Fig. 3 aufgelistet sind. Um sechs verschiedene Ansteuerungskombinationen zu erhalten, müssen wenigstens drei Bits an Binärdaten erhalten werden, um die sechs Ansteuerungskombinationen zu codieren. Da das Lesender Daten in Ruhe, wie oben beschrieben worden ist, ein einziges binäres Bit an Daten erzeugt, sind drei Aufzeichnungsoberflächen erforderlich. Da eine einzelne Platte normalerweise auf beiden Seiten mit Daten beschrieben ist, müssen zwei Platten vorhanden sein, um die drei erforderlichen Aufzeichnungsoberflächen zu erhalten. Um den Wellenmotor in einem bipolaren Modus anzusteuern, muß daher das Festplattenlaufwerk wenigstens zwei Platten enthalten.
• Die drei Aufzeichnungsoberflächen können in der in den Fig. 2, 2a und 2b gezeigten Weise codiert sein. Obwohl dieses bestimmte Codierungsmuster in der bevorzugten Ausführungsform verwendet wurde, ist klar, daß andere Codierungsmuster ebenfalls verwendet werden können und in den Umfang dieser Erfindung fallen. Wenn das Festplattenlaufwerk in Ruhe ist, kommt jeder Kopf auf jeder Aufzeichnungsoberfläche (Oberfläche 20, Oberfläche 30 und Oberfläche 40) in seiner jeweiligen Landezone zur Ruhe. Wenn der Wellenmotor erneut angesteuert werden soll, liest jeder Kopf die Impedanz (und somit die Induktivität) am Kopf und ermittelt, ob Daten vorhanden sind oder nicht. Es ist zu beachten, daß in der bevorzugten Ausführungsform der Ausdruck "Vorhandensein von Daten" einen hohen Binärwert (eine "1") repräsentiert, während der Ausdruck "Abwesenheit von Daten" einen niedrigeren Binärwert (eine "0") repräsentiert. Jeder Kopf erzeugt somit ein einzelnes Bit an Daten, das zur Bildung des Drei-Bit-Wortes beiträgt, welches verwendet wird, um wie in Fig. 3 gezeigt zu codieren, wobei jede der sechs Codierungskombinationen auf eine Zwei-Spulen-Ansteuerungskombination abgebildet wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Ein Zeichen "+" nach der Spulenbezeichnung (A, B oder C) zeigt an, daß die Spule positiv erregt werden soll, während ein Zeichen "-" nach der Spulenbezeichnung anzeigt, daß die Spule negativ erregt werden soll. Nachdem die Platte eine ausreichende Drehzahl erreicht hat, um eine wesentliche Gegen-EMK zu erzeugen, wird die Wellenmotorsteuerung durch die gemessene erzeugte Gegen-EMK diktiert.
• Unter bestimmten Umständen ist erwünscht, den Wellenmotor in unipolarer Weise anzusteuern. Dieses neuartige Anlaufverfahren ist mit unipolaren oder bipolaren Ansteuerungsverfahren wirksam, wie in den Fig. 4, 4a und 5 gezeigt ist. In einem beispielhaften unipolaren Ansteuerungsverfahren wird die Mittelanzapfung eines "Y"-gewickelten Wellenmotors in einer ersten Polarität (entweder positiv oder negativ) erregt, wobei die Spulenansteuerungsstifte sequentiell in entgegengesetzter Polarität erregt werden.
• Da somit zu einem Zeitpunkt nur eine der drei Spülen erregt wird, existieren nur drei Ansteuerungswahlmöglichkeiten (entweder A, B oder C zu erregen, siehe Fig. 5). Da nur drei Ansteuerungswahlmöglichkeiten bestehen, sind nur zwei Bits an Binärdaten erforderlich. Somit kann ein Wellenmotor in unipolarer Weise unter Verwendung von Daten von nur zwei Oberflächen angesteuert werden, wobei ein Festplattenlaufwerk mit einer einzigen Platte verwendet werden kann. Das neuartige Verfahren zum Ansteuern eines Wellenmotors beim Plattenanlauf ist sowohl auf unipolare als auch auf bipolare Ansteuerungsverfahren anwendbar.

Claims (12)

1. Verfahren zum Ansteuern eines Motors, bei dem

eine Ruheposition wenigstens eines Speichermediums identifiziert wird, das wenigstens zwei Speichermedium-Seiten (20; 30; 40) aufweist, die unterschiedlich magnetisierte Datenmuster (23; 33; 43) besitzen, die in einer Landezone (22; 32; 42) jeder der Speichermedium-Seiten (20; 30; 40) gespeichert sind;

die verschiedenen magnetisierten Datenmuster (23; 33; 43) in jeder Landezone (22; 32; 42) dann, wenn das oder jedes Speichermedium in der Ruheposition angeordnet ist, in eine Motoransteuerungsfolge abgebildet werden; und

der Motor mit der Motoransteuerungsfolge angesteuert wird, die in die Landezone (22; 32; 42) abgebildet worden ist, wobei die Motoransteuerungsfolge den Motor beim Motorstart ohne Rückwärtsdrehung ansteuert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei dem Schritt, bei dem die Ruheposition des oder jedes Speichermediums identifiziert wird, ein Abschnitt des oder jedes Speichermediums gelesen wird, der unter einer Datenlesevorrichtung anhält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem bei dem Schritt, bei dem die Ruheposition des oder jedes Speichermediums identifiziert wird, ein Mehrbit-Code erzeugt wird, der die Ruheposition jedes von mehreren Speichermedien repräsentiert.

4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem bei dem Schritt, bei dem die Ruheposition des oder jedes Speichermediums identifiziert wird, ein Abschnitt des oder jedes Speichermediums gelesen wird, das in einem mehrseitigen Laufwerk enthalten ist.

5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem ferner: zu einer Standard-Rückwärts-EMK-Ansteuerungsmethode geschaltet wird, sobald sich das oder jedes magnetische Speichermedium mit einer Geschwindigkeit dreht, die hoch genug ist, um eine ausreichende Rückwärts-EMK hervorzurufen.

6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem ferner: Daten in einer Landezone des oder jedes Speichermediums angeordnet werden.

7. Laufwerk, das umfaßt:

ein oder mehrere Speichermedien, die wenigstens zwei Speichermedium- Seiten (20; 30; 40) aufweisen;

Köpfe, die so betreibbar sind, daß sie Daten in den Speichermedium-Seiten (20; 30; 40) lesen und in sie schreiben;

eine Landezone (22; 32; 42), die auf jeder Speichermedium-Seite (20; 30; 40) angeordnet ist, wobei die Köpfe zur Ruhe kommen, wenn sich das oder jedes Speichermedium nicht dreht, wobei jede Landezone (22; 32; 42) so beschaffen ist, daß sie unterschiedliche Datenmuster (23; 33; 43) speichert;

eine Schaltungsanordnung, die die verschiedenen Datenmuster (23; 33; 43), die von den Köpfen aus jeder Landezone (22; 32; 42) gelesen werden, decodiert und ein Motoransteuerungsfolgensignal erzeugt; und

einen Motor, der das oder jedes Speichermedium in Reaktion auf das Motoransteuerungsfolgensignal in der Weise antreibt, daß das Speichermedium ohne Rückwärtsdrehung angetrieben wird.

8. Laufwerk nach Anspruch 7, bei dem das oder jedes Speichermedium magnetische Speichermedien umfaßt.

9. Laufwerk nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei dem das Datenmuster eine erste Gruppe von Bereichen, die magnetisiert sind, und eine zweite Gruppe von Bereichen, die nicht magnetisiert sind, umfaßt.

10. Laufwerk nach Anspruch 7, Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei dem sich das Datenmuster, das sich in den Landezonen befindet, einen Gray-Code bildet, wodurch eine potentielle Überlaufbedingung beseitigt wird.

11. Laufwerk nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Köpfe induktiv lesende Köpfe umfassen.

12. Laufwerk nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem der Motor einen bürstenlosen Motor mit Rückwärts-EMK-Umschaltung umfaßt.