JP3758921B2 - Disk unit - Google Patents
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- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータシステムの外部記憶装置として使用されるフロッピーディスクドライブ等のディスク装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のディスク装置について、ここではフロッピーディスクドライブ(以下、FDDと呼ぶ)を例に挙げて説明を行う。前記FDDは同心円状に複数のトラックを有するフロッピーディスク(以下、FDと呼ぶ)に対して、情報の読み取り及び書き込みといった動作(以下、リード/ライト動作と呼ぶ)を行う装置である。ここで、前記FDにおけるトラック数は81であり、最外トラックから最内トラックまで順に、1トラック〜81トラックといった具合に番号を付すことにより各トラックの区別を行う。なお、磁気ヘッドの初期位置(退避位置)は前記FDの最外トラックよりさらに外側の0トラックとする。
【0003】
FDに対するリード/ライト動作を行う際には、磁気ヘッドをFDの半径方向にステップ駆動させることで目的のトラックに位置決めを行うともに、FDをスピンドルモータにより回転させることで前記磁気ヘッドを前記トラックに沿って走査する必要がある。このうち、前記FDの半径方向に前記磁気ヘッドをステップ駆動させる手段としてはステッピングモータを使用しており、その動作はホスト(CPU)側からディレクション信号及びステップパルスを供給することによって制御されている。すなわち、前記ステッピングモータは、前記ディレクション信号の指示する方向に前記ステップパルスの数だけ、前記磁気ヘッドをステップ駆動させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のFDDにおいては、前記スピンドルモータが回転を始めてから所定時間TAが経過するまで、FDに対するリード/ライト動作を許可しない構成としている。この所定時間TAは、前記スピンドルモータの回転数が300〜360rpmで安定となるまでに要する時間であり、一般的にTA=500ms程度に設定される。しかしながら、従来のFDDにおいては、ホスト側から前記ステップパルスが入力されると、それに同期して即座に前記ステッピングモータが駆動を行う構成となっている。そのため、FDに対するリード/ライト動作が許可されない状態でも前記磁気ヘッドのステップ駆動が行われるので、磁気ヘッドを目的のトラック位置に保持する時間が不必要に長く、データのやり取りがなされていない状態での消費電力が大きいことが問題である。
【0005】
本発明は、上記の問題点に鑑み、ディスクに対するアクセス動作が許可されない状態では、ヘッドのステップ駆動を禁止することにより、省電力化を実現したディスク装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るディスク装置においては、
ディスクとの間で情報の授受を行うヘッドと、前記ディスクを回転させるスピンドルモータと、ステップパルスの入力に基づいて前記ヘッドを前記ディスクの半径方向にステップ駆動させるステッピングモータとを有するディスク装置において、
ホスト側から入力される外部ステップパルスとは別に、内部ステップパルスを作成する手段と、前記外部ステップパルスと前記内部ステップパルスのうち、いずれか一方のみを前記ステッピングモータに出力するための切替手段とを設けるとともに、前記切替手段を制御することにより、前記スピンドルモータが回転を始めてから所定時間TBが経過するまでは、前記外部ステップパルスもしくは前記内部ステップパルスによる前記ヘッドのステップ駆動を禁止し、前記所定時間TBが経過した後は前記ヘッドが目的トラックに位置しない場合には、前記内部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させ、前記ヘッドが目的トラックに位置する場合には、前記外部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させる構成としている。
【0007】
具体的には、前記スピンドルモータが回転を始めてから所定時間TBが経過するまで、前記内部ステップパルスの作成を禁止する手段と、前記切替手段から出力される前記外部ステップパルスもしくは前記内部ステップパルスをカウントすることで、前記ヘッドが位置する現在トラックを出力する第1トラックカウンタと、ホスト側から入力される前記外部ステップパルスをカウントすることで、前記ヘッドが位置すべき目的トラックを出力する第2トラックカウンタと、第1トラックカウンタの出力と第2トラックカウンタの出力とを比較するコンパレート手段とを設けるとともに、前記コンパレート手段の出力に基づいて前記切替手段を制御することにより、前記所定時間TBが経過するまでは、前記外部ステップパルスもしくは前記内部ステップパルスによる前記ヘッドのステップ駆動を禁止し、前記所定時間TBが経過した後は、前記ヘッドが目的トラックに位置しない場合には、前記内部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させ、前記ヘッドが目的トラックに位置する場合には、前記外部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させる構成としている。
【0008】
ここで、前記外部ステップパルスもしくは前記内部ステップパルスを前記ステッピングモータに対して出力する毎に所定時間tdを待機してから、第1トラックカウンタの出力と、第2トラックカウンタの出力とを比較するように、前記コンパレート手段を制御するとよい。また、本発明に係るディスク装置においては、前記ヘッドのステップ駆動にエラーが生じた際には、第1トラックカウンタ及び第2トラックカウンタの両カウントを同時にリセットする手段を設けている。なお、前記内部ステップパルスの作成間隔は、前記外部ステップパルスの入力間隔より短い。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明に係るディスク装置については、従来技術と同様に、FDDを例に挙げて説明を行う。本実施形態におけるFDDは、ホスト(CPU)側から得た各種信号をFDD用LSIで処理することにより、FDに対するリード/ライト動作等の制御を行う構成としている。図1は本発明に係るFDD用LSIを示すブロック図である。
【0010】
図中に示す通り、このFDD用LSI1はコントロール回路2、大電流ドライバ回路3、及び信号処理回路4から構成されるものである。コントロール回路2はホスト(CPU)側からの信号に基づいて、大電流ドライバ回路3及び信号処理回路4のコントロールを行うロジック部である。大電流ドライバ回路3は比較的大きな電流を必要とするステッピングモータ等(図示せず)を駆動させるためのドライバ回路であり、ステッパ部として機能する。信号処理回路4は情報の読み込みを制御するためのリード信号、及び書き込みを制御するためのライト信号を処理する回路であり、磁気ヘッドの動作を制御するリードライト部としての機能を有する。
【0011】
ここで、コントロール回路2の構成及び動作について詳細な説明を行う。図2はコントロール回路2におけるステッパ部のコントロール部分の概要を示すブロック図である。また、図3はコントロール回路2によるバッファードシークのタイミングチャートである。図2に示すように、コントロール回路2におけるステッパ部のコントロール部分は、レディー信号処理手段5、ステップパルス処理手段6、第1トラックカウンタ7、第2トラックカウンタ8、コンパレータ処理手段9、タイミング処理手段10、ステッパ信号処理手段11、及びリセットパルス処理手段12を有する。
【0012】
レディー信号処理手段5はホスト(CPU)側から得られるディスクイン信号(A)、モータオン信号(B)、及びインデックス信号に基づいて、FDに対するリード/ライト動作を制限するレディー信号(C)のH/Lを切り替えるものである。ここで、ディスクイン信号(A)はFDの挿入状態を表す信号であり、FD未挿入時はHレベルとなり、FD挿入時はLレベルとなる。モータオン信号(B)はFDを回転させるスピンドルモータのオン/オフを表す信号であり、モータオフ時はHレベルとなり、モータオン時はLレベルとなる。また、インデックス信号はFDの回転数に依存した信号である。なお、レディー信号(C)は信号処理回路4に送出される信号である。
【0013】
図3に示すように、レディー信号(C)がLレベルとなる条件、すなわちFDに対するリード/ライト動作が許可されるためには、FDが挿入されて前記スピンドルモータの回転が始まってから、所定時間TA(一般的には500ms程度)を経過することが必要である。ただし、所定時間TA経過後であっても前記インデックス信号が不安定である場合には、前記インデックス信号が安定するまでレディー信号(C)はHレベルを維持する。これは、前記スピンドルモータの回転数が不安定な状態では、リード/ライト動作にエラーが生じやすく、最悪の場合にはFDに記録した情報を破壊してしまう恐れがあるからである。
【0014】
また、ホスト(CPU)側からコントロール回路2に対しては、外部ステップパルス(D)及びディレクション信号(J)といった信号が不定期に入力される。これらの信号は、磁気ヘッドをFDの半径方向にステップ駆動するために必要な信号である。外部ステップパルス(D)は磁気ヘッドをいくつステップ駆動させるかを指示する信号であり、ディレクション信号(J)はステップ駆動の方向を指示する信号である。これらの信号に基づいてステッピングモータを制御することで、前記磁気ヘッドを目的のトラックに位置決めすることができる。なお、外部ステップパルス(D)の入力間隔t1は最短でも3msより長く、通常は6ms程度である。
【0015】
ここで、本実施形態におけるFDDにおいては、従来のように外部ステップパルス(D)の入力に同期して、即座に前記磁気ヘッドをステップ駆動させる構成ではなく、FDに対するリード/ライト動作が許可される直前、つまりレディー信号(C)がLレベルとなる直前まで、前記磁気ヘッドのステップ駆動を禁止する構成としている。
【0016】
まず、ホスト(CPU)側からの外部ステップパルス(D)は、ステップパルス処理手段6に入力される。このステップパルス処理手段6は、内部ステップパルス作成手段6aと、ステップパルス切替手段6bから成るものである。内部ステップパルス作成手段6aは外部ステップパルス(D)とは別に、独自の内部ステップパルス(E)を作成するものである。なお、内部ステップパルス(E)の作成間隔t2は外部ステップパルス(D)の入力間隔t1より短い3ms〜4msとしている。
【0017】
ステップパルス切替手段6bは外部ステップパルス(D)と内部ステップパルス(E)のうち、いずれか一方のみをステッパ信号処理手段11に出力するための切替手段である。ここで、ステップパルス切替手段6bの出力についてはステッパ信号処理手段11だけでなく、第1トラックカウンタ7にも逐一送出を行っており、前記磁気ヘッドが位置する現在トラック(F)のカウントを行っている。なお、ステッパ信号処理手段11とはステップパルス処理手段6から出力されたステップパルスに基づいてステッパ信号を形成し、大電流ドライバ回路3に送出するものである。また、前記ステッパ信号とはバイポーラ型4相モータ等で構成される前記ステッピングモータを駆動するために位相を制御された信号である。
【0018】
ここで、リード/ライト動作が可能となる直前まで前記磁気ヘッドのステップ駆動を禁止するために、ステップパルス処理手段6はレディー信号処理手段5からステップ駆動許可信号が出力されるまで、内部ステップパルス作成手段6aによる内部ステップパルス(E)の作成を禁止する。一方、ステップパルス切替手段6bはステッパ信号処理手段11に対する外部ステップパルス(D)の送出を禁止するように初期設定されている。このようにステップ駆動が禁止されている期間中にホスト(CPU)側から入力される外部ステップパルス(D)については、ステップパルス処理手段6だけでなく第2トラックカウンタ8にも逐一送出されており、前記磁気ヘッドが位置すべき目的トラック(G)をカウントしている。
【0019】
なお、前記ステップ駆動許可信号は、モータオン信号(B)がLレベルとなってから、所定時間TB経過後に出力される信号である。ここで、データのやり取りができない状態でのステップ駆動を減らすためには、できる限り所定時間TBを長くとればよい。例えば、TB=TAといった極端な設定を行えば、たしかに無駄なステップ駆動を完全になくすことができる。しかし、リード/ライト動作が可能となってから、ようやく磁気ヘッドがステップ駆動を開始することになるため、FDに対するアクセスが遅滞してしまい具合が悪い。
【0020】
そのため、本実施形態におけるFDDにおいては、内部ステップパルス(E)の出力間隔t2が3ms〜4msであること、及びFDのトラック数が81であることを考慮して、以下のように所定時間TBの値を設定している。すなわち、リード/ライト動作が可能となるまでに要する所定時間TA(≒500ms)からステップ駆動に要する最長時間(81トラック×4ms=324ms)を差し引いた値に基づいて、TB=200msと設定している。これにより、前記磁気ヘッドを目的のトラック位置に保持する時間をできる限り短縮し、かつリード/ライト動作が可能となるまでには磁気ヘッドを目的のトラックに位置決めすることができる。なお、所定時間TA及び所定時間TBのカウント手段については、レディー信号処理手段5にクロックカウンタ等を設ければよい。
【0021】
また、本実施形態におけるFDDにおいては、第1トラックカウンタ7の出力と、第2トラックカウンタ8の出力とを比較することで、前記磁気ヘッドの現在トラック(F)が目的トラック(G)と一致しているか否かを判定するコンパレータ処理手段9を有している。ここで、コンパレート動作のタイミングはタイミング処理手段10によって制御されており、コンパレータ処理手段9から出力される比較結果信号(H)は所定のタイミングでステップパルス切替手段6bに送出される。
【0022】
この比較結果信号(H)は、現在トラック(F)と目的トラック(G)が一致していればLレベルとなり、不一致であればHレベルとなる信号である。ここで、ステップパルス切替手段6bは比較結果信号(H)によって制御されており、比較結果信号(H)がLレベルであれば外部ステップパルス(D)を直接出力し、逆にHレベルであれば内部ステップパルス(E)を出力する。なお、コンパレータ処理手段9及びタイミング処理手段10の動作については、後ほど詳細な説明を行う。
【0023】
所定時間TBが経過して前記ステップ駆動許可信号が出力されると、内部ステップパルス作成手段6aは内部ステップパルス(E)の作成を開始する。一方、ステップパルス切替手段6bは比較結果信号(H)に基づいて、前記磁気ヘッドの現在トラック(F)が目的トラック(G)と一致するまで、内部ステップパルス(E)をステッパ信号処理手段11に対して送出する。このようなバッファードシーク動作により、前記磁気ヘッドは目的のトラックへステップ駆動を行う。そして、現在トラック(F)が目的トラック(G)と一致した時点で、外部ステップパルス(D)をステッパ信号処理手段11に対して送出する通常シーク動作に切り替えを行う。
【0024】
このような構成とすることにより、前記磁気ヘッドを目的トラックに保持する時間を短縮できるので、無駄な消費電力を削減することができるようになり非常に経済的である。特に、バッテリーを用いてFDDを駆動させる場合には、FDDの駆動時間を大幅に延ばすことができる。一方、内部ステップパルス(E)の出力間隔t2を、外部ステップパルス(D)の入力間隔t1より短くしたことで、ステップ駆動に要する時間を短縮することができる。これにより、FDDのシーク音を低減することも可能となる。
【0025】
以下では、ここまでに述べたバッファードシーク動作について、図3を用いて具体的に説明する。図中に示すように、本発明に係るFDDにおいては、外部ステップパルス(D)の入力が始まっても、所定時間TBが経過するまでは磁気ヘッドのステップ駆動が禁止されているため、第1トラックカウンタ7が示す現在トラック(F)は0トラックのままである。一方、第2トラックカウンタ8は外部ステップパルス(D)の入力を受けて目的トラック(G)を逐一カウントしており、1パルス毎にカウントを増していく。よって、所定時間TBが経過するまでに、現在トラック(F)と目的トラック(G)との間には3トラックの差が生じる。
【0026】
これにより、所定時間TBが経過後に前記ステップ駆動許可信号が出力された時点では、前記磁気ヘッドの現在トラック(F)と目的トラック(G)とは不一致であるという比較結果信号(H)がコンパレータ処理手段9から出力される。この比較結果信号(H)を受けて、ステップパルス切替手段6bは前記磁気ヘッドを目的トラック(G)までステップ駆動させるために、ステッパ信号処理手段11に対して内部ステップパルス(E)を送出するバッファードシーク動作を行う。
【0027】
そして、内部ステップパルス(E)によって、第1トラックカウンタ7の出力と第2トラックカウンタ8の出力とが一致した時点で、コンパレータ処理手段9は、現在トラック(F)と目的トラック(G)とが一致しているという比較結果信号(H)を出力する。この比較結果信号(H)を受けて、ステップパルス切替手段6bは、これ以後入力される外部ステップパルス(D)を直接、ステッパ信号処理手段11に対して送出する通常シーク動作に移行する。
【0028】
次に、コンパレータ処理手段9及びタイミング処理手段10の動作について説明する。前述の通り、前記コンパレータ処理手段9は第1トラックカウンタ7の出力と第2トラックカウンタ8の出力とを比較して、そのコンパレート結果を比較結果信号(H)として出力するものであり、コンパレート動作のタイミングはタイミング処理手段10により制御している。このタイミング処理手段10は外部ステップパルス(D)、もしくは内部ステップパルス(E)を前記ステッピングモータに対して出力する毎に所定時間tdを待機してから、コンパレートパルス(I)を出力する。コンパレータ処理手段9は、このコンパレートパルス(I)を受けてコンパレート動作を行い、比較結果信号(H)を出力する。
【0029】
ここで、本実施形態におけるFDDにおいては、所定時間tdを2.7msに設定している。これは、前記磁気ヘッドをステップ駆動させるステッピングモータのレスポンス性能を考慮した値である。一般的に、前記ステッピングモータのレスポンス性能は2.5ms程度であり、それより短い間隔で入力されるステップパルスには反応ができない。そのため、ステップパルスの入力と同時にコンパレート動作を行う構成としてしまうと、前記磁気ヘッドの現在トラック(F)と目的トラック(G)とが一致した直後(2.5ms以内)に、外部ステップパルス(D)が入力された場合、その外部ステップパルス(D)は前記ステッピングモータに受け付けられないため、シークエラーが発生することになる。
【0030】
これに対して、本実施形態におけるFDDのように外部ステップパルス(D)、もしくは内部ステップパルス(E)を前記ステッピングモータに対して出力する毎に所定時間tdを待機してから、第1トラックカウンタ7の出力と第2トラックカウンタ8の出力とをコンパレートする構成とすることにより、たとえ前記磁気ヘッドの現在トラック(F)と目的トラック(G)とが一致した直後に、外部ステップパルス(D)が入力された場合であっても、バッファードシーク動作が継続されるためシークエラーは生じない。これにより、FDDの誤り率特性を向上させることができる。
【0031】
さらに、本実施形態におけるFDDにおいては、対衝撃性能の向上を目的として、リセットパルス処理手段12を設けている。図4はトラックカウンタリセットのタイミングチャートである。FDDに対して衝撃等が加わると、ステップパルスとは関係なく前記磁気ヘッドの位置がずれて、第1トラックカウンタ7から出力される現在トラック(F)と、前記磁気ヘッドの実在するトラック(M)とが不一致となる場合がある。ホストはFDから読み取ったデータを基にこうした状態をシークエラーと判断して、前記磁気ヘッドを初期位置(0トラック)に戻すための外部ステップパルス(D)をステップパルス処理手段6に対して出力する。
【0032】
この時、前記磁気ヘッドが前述の衝撃によって本来存在すべきトラック位置より外周方向にずれていた場合、外部ステップパルス(D)によって前記磁気ヘッドは既に0トラックへ戻っているにも拘わらず、第1トラックカウンタ7及び第2トラックカウンタ8の出力では未だ前記磁気ヘッドが0トラックに戻っていないといった誤認が生じる。このような状態に陥ると、以後のステップ駆動は正常に行うことができなくなるので、一旦電源をシャットダウンせざるを得なくなる。
【0033】
こうした不具合を解消するために、ホストは実際のヘッド位置(M)が初期位置(0トラック)に到達したことを検出すると、リセットパルス処理手段12に対して0トラックパルス(K)を出力する。ここで、0トラックパルス(K)の入力を受けたリセットパルス処理手段12はディレクション信号(J)の方向を確認し、依然としてディレクション信号(J)が前記FDの外周方向を向いていることを検出した場合、所定時間ta(ta<t1)だけ待機した後に第1トラックカウンタ7及び第2トラックカウンタ8に対してリセットパルス(L)を送出する。
【0034】
これにより、第1トラックカウンタ7及び第2トラックカウンタ8のカウントは共に0にリセットされるので、第1トラックカウンタ7から出力される現在トラック(F)、第2トラックカウンタ8から出力される目的トラック(G)、及び前記磁気ヘッドの実在するトラック(M)とが全て一致する。なお、本実施形態においては、所定時間taを外部ステップパルス(D)の入力間隔t1より短い値(例えばta=2.5ms)としているため、前記ヘッドが0トラックに戻ったにも拘わらず外部ステップパルス(D)の入力が継続されるといった不具合を防止することができる。
【0035】
一方、ホストはリセットパルス(L)の出力を検出すると、ディレクション信号(J)を内側向きに切り替えるとともに、前記磁気ヘッドを衝撃前の元トラックに戻すために再び外部ステップパルス(D)の出力を開始する。以上の構成とすることにより、FDDに対して衝撃等が加わってシークエラーが発生した場合でも、シーク動作をリトライ可能な状態まで迅速に復旧することができる。
【0036】
なお、上記した実施形態においては、FDDを例に挙げて説明を行ったが、本発明はFDDに限定されるものではなく、ヘッドをステップ駆動することによってディスクにアクセスを行う装置について、広く適用することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明に係るディスク装置においては、所定時間TBが経過するまではヘッドのステップ駆動を禁止し、所定時間TBが経過した後はコンパレート手段の出力に基づいて、前記ヘッドが目的トラックに位置しない場合には、内部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させ、前記ヘッドが目的トラックに位置する場合には、外部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させる構成としている。
【0038】
こうしたバッファードシーク動作を行うことにより、ディスクにアクセスができない状態において、前記ヘッドを目的トラックに保持する時間を短縮できるので、無駄な消費電力を削減することができ非常に経済的である。特に、バッテリーを用いて前記ディスク装置を駆動させる場合には、前記バッテリーの寿命を大幅に延ばすことができる。なお、前記内部ステップパルスの作成間隔を前記外部ステップパルスの最短入力間隔より短く設定することにより、ステップ駆動に要する時間を短縮することができるため、シーク音を低減することも可能となる。
【0039】
また、前記外部ステップパルス、もしくは前記内部ステップパルスをステッピングモータに対して出力する毎に所定時間tdを待機してから、第1トラックカウンタの出力と、第2トラックカウンタの出力とを比較するように、前記コンパレート手段を制御する構成としている。これにより、たとえ前記ヘッドの現在トラックと目的トラックとが一致した直後に、前記外部ステップパルスが入力された場合であっても、バッファードシーク動作が継続されるためシークエラーは生じない。これにより、シーク動作の誤り率特性を向上させることができる。
【0040】
さらに、本発明に係るディスク装置においては、前記ヘッドのステップ駆動にエラーが生じた際には、第1トラックカウンタ及び第2トラックカウンタの両カウントを同時にリセットする手段を有している。このような構成とすることにより、ディスク装置に対して衝撃等が加わってシークエラーが発生した場合でも、シーク動作をリトライ可能な状態まで迅速に復旧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るFDD用LSIを示すブロック図である。
【図2】 コントロール回路2におけるステッパ部のコントロール部分の概要を示すブロック図である。
【図3】 コントロール回路2によるバッファードシークのタイミングチャートである。
【図4】 トラックカウンタリセットのタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 FDD用LSI
2 信号処理回路
3 大電流ドライバ回路
4 コントロール回路
5 レディー信号処理手段
6 ステップパルス処理手段
6a 内部ステップパルス作成手段
6b ステップパルス切替手段
7 第1トラックカウンタ
8 第2トラックカウンタ
9 コンパレータ手段
10 タイミング処理手段
11 ステッパ信号処理手段
12 リセットパルス処理手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk device such as a floppy disk drive used as an external storage device of a computer system.
[0002]
[Prior art]
Here, a conventional disk device will be described by taking a floppy disk drive (hereinafter referred to as FDD) as an example. The FDD is a device that performs information reading and writing operations (hereinafter referred to as read / write operations) on a floppy disk (hereinafter referred to as FD) having a plurality of concentric tracks. Here, the number of tracks in the FD is 81, and each track is distinguished by assigning numbers such as 1 to 81 tracks in order from the outermost track to the innermost track. Note that the initial position (retraction position) of the magnetic head is 0 track, which is further outside the outermost track of the FD.
[0003]
When performing a read / write operation on the FD, the magnetic head is positioned in the target track by step-driving in the radial direction of the FD, and the magnetic head is moved to the track by rotating the FD by a spindle motor. Need to scan along. Of these, a stepping motor is used as means for step-driving the magnetic head in the radial direction of the FD, and its operation is controlled by supplying a direction signal and a step pulse from the host (CPU) side. . That is, the stepping motor steps drives the magnetic head by the number of step pulses in a direction indicated by the direction signal.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the conventional FDD, a predetermined time T after the spindle motor starts rotating. A Until the time elapses, the read / write operation for the FD is not permitted. This predetermined time T A Is the time required for the rotational speed of the spindle motor to become stable at 300 to 360 rpm. A = About 500 ms. However, in the conventional FDD, when the step pulse is input from the host side, the stepping motor is driven immediately in synchronization with the step pulse. For this reason, since the magnetic head is step-driven even when the read / write operation for the FD is not permitted, the time for holding the magnetic head at the target track position is unnecessarily long and no data is exchanged. The problem is that the power consumption is large.
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a disk device that realizes power saving by prohibiting step driving of a head in a state where an access operation to the disk is not permitted.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the disk device according to the present invention,
In a disk apparatus comprising: a head that exchanges information with a disk; a spindle motor that rotates the disk; and a stepping motor that steps the head in the radial direction of the disk based on a step pulse input.
A means for creating an internal step pulse separately from an external step pulse input from the host side, and a switching means for outputting only one of the external step pulse and the internal step pulse to the stepping motor; And a predetermined time T after the spindle motor starts to rotate by controlling the switching means. B Until the time elapses, step driving of the head by the external step pulse or the internal step pulse is prohibited, and the predetermined time T B When the head is not positioned on the target track after the elapse of time, the head is step-driven using the internal step pulse, and when the head is positioned on the target track, the external step pulse is used. The head is configured to be step driven.
[0007]
Specifically, a predetermined time T after the spindle motor starts rotating. B Until the time elapses, the means for inhibiting the creation of the internal step pulse and the external step pulse or the internal step pulse output from the switching means are counted to output the current track on which the head is positioned. A one-track counter, a second track counter that outputs the target track on which the head should be positioned by counting the external step pulse input from the host side, an output of the first track counter, and a second track counter Comparing means for comparing the output with the output, and controlling the switching means based on the output of the comparing means, the predetermined time T B Until the time elapses, step driving of the head by the external step pulse or the internal step pulse is prohibited, and the predetermined time T B After the elapse of time, if the head is not positioned on the target track, the head is step-driven using the internal step pulse, and if the head is positioned on the target track, the external step pulse is used. The head is step-driven.
[0008]
Here, every time the external step pulse or the internal step pulse is output to the stepping motor, a predetermined time t d The comparator means may be controlled so that the output of the first track counter and the output of the second track counter are compared after waiting. The disk device according to the present invention further includes means for simultaneously resetting both the counts of the first track counter and the second track counter when an error occurs in the step driving of the head. The creation interval of the internal step pulse is shorter than the input interval of the external step pulse.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The disk device according to the present invention will be described by taking FDD as an example, as in the prior art. The FDD in the present embodiment is configured to control read / write operations and the like for the FD by processing various signals obtained from the host (CPU) side with the FDD LSI. FIG. 1 is a block diagram showing an FDD LSI according to the present invention.
[0010]
As shown in the figure, the FDD
[0011]
Here, the configuration and operation of the
[0012]
The ready signal processing means 5 is based on the disk-in signal (A), motor-on signal (B), and index signal obtained from the host (CPU) side, and the ready signal (C) H for the ready signal (C) that restricts the read / write operation to the FD / L is switched. Here, the disc-in signal (A) is a signal indicating the insertion state of the FD, and is at the H level when the FD is not inserted and at the L level when the FD is inserted. The motor-on signal (B) is a signal indicating on / off of the spindle motor that rotates the FD, and is at the H level when the motor is off and at the L level when the motor is on. The index signal is a signal that depends on the rotational speed of the FD. The ready signal (C) is a signal sent to the signal processing circuit 4.
[0013]
As shown in FIG. 3, in order to allow the read / write operation with respect to the FD when the ready signal (C) is at the L level, the FD is inserted and the spindle motor starts rotating. Time T A It is necessary to pass (generally about 500 ms). However, the predetermined time T A If the index signal is unstable even after the lapse of time, the ready signal (C) maintains the H level until the index signal is stabilized. This is because when the rotational speed of the spindle motor is unstable, an error is likely to occur in the read / write operation, and in the worst case, information recorded on the FD may be destroyed.
[0014]
Further, signals such as an external step pulse (D) and a direction signal (J) are irregularly input to the
[0015]
Here, in the FDD in this embodiment, the magnetic head is not immediately configured to be step-driven in synchronization with the input of the external step pulse (D) as in the prior art, but a read / write operation with respect to the FD is permitted. The step driving of the magnetic head is prohibited immediately before starting, that is, immediately before the ready signal (C) becomes L level.
[0016]
First, an external step pulse (D) from the host (CPU) side is input to the step pulse processing means 6. The step pulse processing means 6 comprises an internal step pulse creating means 6a and a step pulse switching means 6b. The internal step pulse creating means 6a creates a unique internal step pulse (E) separately from the external step pulse (D). The internal step pulse (E) generation interval t 2 Is the input interval t of the external step pulse (D) 1 It is shorter than 3 ms to 4 ms.
[0017]
The step pulse switching means 6 b is a switching means for outputting only one of the external step pulse (D) and the internal step pulse (E) to the stepper signal processing means 11. Here, the output of the step pulse switching means 6b is sent not only to the stepper signal processing means 11 but also to the
[0018]
Here, in order to prohibit the step drive of the magnetic head until just before the read / write operation becomes possible, the step pulse processing means 6 keeps the internal step pulse until the ready signal processing means 5 outputs a step drive permission signal. The creation of the internal step pulse (E) by the creation means 6a is prohibited. On the other hand, the step pulse switching means 6b is initially set to prohibit the sending of the external step pulse (D) to the stepper signal processing means 11. As described above, the external step pulse (D) input from the host (CPU) side during the period in which the step driving is prohibited is sent to the
[0019]
The step drive permission signal is a predetermined time T after the motor-on signal (B) becomes L level. B It is a signal output after elapse. Here, in order to reduce the step drive in a state where data cannot be exchanged, the predetermined time T B Should be taken longer. For example, T B = T A If such extreme settings are made, it is true that unnecessary step driving can be completely eliminated. However, since the magnetic head finally starts step driving after the read / write operation is possible, access to the FD is delayed, which is not good.
[0020]
Therefore, in the FDD in this embodiment, the output interval t of the internal step pulse (E) 2 Is 3 ms to 4 ms, and the number of FD tracks is 81, the predetermined time T is as follows: B The value of is set. That is, a predetermined time T required until a read / write operation can be performed. A Based on the value obtained by subtracting the longest time required for step driving (81 tracks × 4 ms = 324 ms) from (≈500 ms), T B = 200 ms is set. Thereby, the time for holding the magnetic head at the target track position can be shortened as much as possible, and the magnetic head can be positioned at the target track until the read / write operation becomes possible. The predetermined time T A And a predetermined time T B For the counting means, the ready signal processing means 5 may be provided with a clock counter or the like.
[0021]
Further, in the FDD in this embodiment, the current track (F) of the magnetic head matches the target track (G) by comparing the output of the
[0022]
The comparison result signal (H) is a signal that is at the L level if the current track (F) and the target track (G) match, and that is the H level if they do not match. Here, the step pulse switching means 6b is controlled by the comparison result signal (H). If the comparison result signal (H) is L level, the external step pulse (D) is directly output, and conversely, if it is H level. For example, an internal step pulse (E) is output. The operations of the comparator processing unit 9 and the
[0023]
Predetermined time T B When the step driving permission signal is output after the elapse of time, the internal step pulse generating means 6a starts generating the internal step pulse (E). On the other hand, the step pulse switching means 6b sends the internal step pulse (E) to the stepper signal processing means 11 until the current track (F) of the magnetic head matches the target track (G) based on the comparison result signal (H). Is sent to. By such a buffered seek operation, the magnetic head performs step driving to a target track. Then, when the current track (F) coincides with the target track (G), the operation is switched to the normal seek operation for sending the external step pulse (D) to the stepper signal processing means 11.
[0024]
With such a configuration, the time for holding the magnetic head on the target track can be shortened, so that wasteful power consumption can be reduced, which is very economical. In particular, when the FDD is driven using a battery, the FDD drive time can be greatly extended. On the other hand, the output interval t of the internal step pulse (E) 2 The input interval t of the external step pulse (D) 1 By making it shorter, the time required for step driving can be shortened. Thereby, it is also possible to reduce the seek sound of FDD.
[0025]
Hereinafter, the buffered seek operation described so far will be specifically described with reference to FIG. As shown in the figure, in the FDD according to the present invention, even when the input of the external step pulse (D) starts, a predetermined time T B Until the time elapses, step driving of the magnetic head is prohibited, so the current track (F) indicated by the
[0026]
Thereby, the predetermined time T B When the step drive permission signal is output after the elapse of time, a comparison result signal (H) indicating that the current track (F) and the target track (G) of the magnetic head do not match is output from the comparator processing means 9. The Upon receiving this comparison result signal (H), the step pulse switching means 6b sends an internal step pulse (E) to the stepper signal processing means 11 in order to drive the magnetic head to the target track (G). Perform buffered seek operation.
[0027]
Then, when the output of the
[0028]
Next, operations of the comparator processing unit 9 and the
[0029]
Here, in the FDD in the present embodiment, a predetermined time t d Is set to 2.7 ms. This is a value considering the response performance of the stepping motor that drives the magnetic head stepwise. Generally, the response performance of the stepping motor is about 2.5 ms, and it cannot react to step pulses input at shorter intervals. Therefore, if the comparator operation is performed simultaneously with the step pulse input, the external step pulse (within 2.5 ms) immediately after the current track (F) and the target track (G) of the magnetic head coincide with each other. When D) is input, the external step pulse (D) is not accepted by the stepping motor, and a seek error occurs.
[0030]
In contrast to this, every time an external step pulse (D) or an internal step pulse (E) is output to the stepping motor as in the FDD in the present embodiment, a predetermined time t. d The output of the
[0031]
Further, in the FDD in the present embodiment, the reset pulse processing means 12 is provided for the purpose of improving the impact resistance performance. FIG. 4 is a timing chart of the track counter reset. When an impact or the like is applied to the FDD, the position of the magnetic head shifts regardless of the step pulse, and the current track (F) output from the
[0032]
At this time, if the magnetic head is deviated in the outer circumferential direction from the track position where it should originally exist due to the impact, the magnetic head has already returned to 0 track by the external step pulse (D). In the outputs of the 1-
[0033]
In order to solve such a problem, the host outputs a 0 track pulse (K) to the reset pulse processing means 12 when detecting that the actual head position (M) has reached the initial position (0 track). Here, the reset pulse processing means 12 receiving the input of the 0 track pulse (K) confirms the direction of the direction signal (J) and detects that the direction signal (J) is still directed toward the outer periphery of the FD. If this is the case, the predetermined time t a (T a <T 1 ), A reset pulse (L) is sent to the
[0034]
As a result, the counts of the
[0035]
On the other hand, when the host detects the output of the reset pulse (L), it switches the direction signal (J) inward and outputs the output of the external step pulse (D) again to return the magnetic head to the original track before the impact. Start. With the above configuration, even when an impact or the like is applied to the FDD and a seek error occurs, the seek operation can be promptly restored to a state where it can be retried.
[0036]
In the above-described embodiment, the FDD has been described as an example. However, the present invention is not limited to the FDD, and can be widely applied to an apparatus that accesses a disk by step-driving the head. can do.
[0037]
【The invention's effect】
In the disk device according to the present invention, the predetermined time T B Until the time elapses, step driving of the head is prohibited and a predetermined time T B When the head is not positioned on the target track based on the output of the comparing means after the time elapses, the head is stepped using an internal step pulse, and when the head is positioned on the target track The head is step-driven using an external step pulse.
[0038]
By performing such a buffered seek operation, the time for holding the head on the target track in a state where the disk cannot be accessed can be shortened, so that wasteful power consumption can be reduced, which is very economical. In particular, when the disk device is driven using a battery, the life of the battery can be greatly extended. Note that by setting the internal step pulse generation interval shorter than the shortest input interval of the external step pulse, the time required for step driving can be shortened, so that the seek sound can be reduced.
[0039]
Further, every time the external step pulse or the internal step pulse is output to the stepping motor, a predetermined time t d The comparator is controlled so that the output of the first track counter and the output of the second track counter are compared after waiting. As a result, even if the external step pulse is input immediately after the current track and the target track of the head coincide with each other, the buffered seek operation is continued and no seek error occurs. Thereby, the error rate characteristic of the seek operation can be improved.
[0040]
Further, the disk device according to the present invention has means for simultaneously resetting both the counts of the first track counter and the second track counter when an error occurs in the step drive of the head. With such a configuration, even when an impact or the like is applied to the disk device and a seek error occurs, the seek operation can be promptly restored to a state where it can be retried.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an FDD LSI according to the present invention.
2 is a block diagram showing an outline of a control portion of a stepper unit in a
FIG. 3 is a timing chart of buffered seek by the
FIG. 4 is a timing chart of track counter reset.
[Explanation of symbols]
1 LSI for FDD
2 Signal processing circuit
3 Large current driver circuit
4 Control circuit
5 Ready signal processing means
6 Step pulse processing means
6a Internal step pulse generation means
6b Step pulse switching means
7 First track counter
8 Second track counter
9 Comparator means
10 Timing processing means
11 Stepper signal processing means
12 Reset pulse processing means
Claims (5)
ホスト側から入力される外部ステップパルスとは別に、内部ステップパルスを作成する手段と、前記外部ステップパルスと前記内部ステップパルスのうち、いずれか一方のみを前記ステッピングモータに出力するための切替手段とを設けるとともに、前記切替手段を制御することにより、
前記スピンドルモータが回転を始めてから所定時間TBが経過するまでは前記外部ステップパルスによる前記ヘッドのステップ駆動と前記内部ステップパルスによる前記ヘッドのステップ駆動をいずれも禁止し、前記所定時間TBが経過した後は前記ヘッドが目的トラックに位置しない場合には、前記内部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させ、前記ヘッドが目的トラックに位置する場合には、前記外部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させることを特徴とするディスク装置。In a disk apparatus comprising: a head that exchanges information with a disk; a spindle motor that rotates the disk; and a stepping motor that steps the head in the radial direction of the disk based on a step pulse input.
A means for creating an internal step pulse separately from an external step pulse input from the host side, and a switching means for outputting only one of the external step pulse and the internal step pulse to the stepping motor; And controlling the switching means,
Said from the spindle motor is started to rotate until the predetermined time T B has elapsed prohibit any step driving of the head by the inner step pulse and step driving of the head by the external step pulse, said predetermined time T B When the head is not positioned on the target track after the elapse of time, the head is step-driven using the internal step pulse, and when the head is positioned on the target track, the external step pulse is used to A disk device characterized by step-driving a head.
前記切替手段から出力される前記外部ステップパルスもしくは前記内部ステップパルスをカウントすることで、前記ヘッドが位置する現在トラックを出力する第1トラックカウンタと、
ホスト側から入力される前記外部ステップパルスをカウントすることで、前記ヘッドが位置すべき目的トラックを出力する第2トラックカウンタと、
第1トラックカウンタの出力と、第2トラックカウンタの出力とを比較するコンパレート手段と、
を設けるとともに、前記コンパレート手段の出力に基づいて前記切替手段を制御することにより、前記所定時間TBが経過するまでは前記外部ステップパルスによる前記ヘッドのステップ駆動と前記内部ステップパルスによる前記ヘッドのステップ駆動をいずれも禁止し、前記所定時間TBが経過した後は、前記ヘッドが目的トラックに位置しない場合には、前記内部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させ、前記ヘッドが目的トラックに位置する場合には、前記外部ステップパルスを用いて前記ヘッドをステップ駆動させることを特徴とする請求項1に記載のディスク装置。Until said spindle motor has elapsed the predetermined time T B from the start of rotation, and means for inhibiting the creation of the internal step pulse,
A first track counter that outputs the current track on which the head is located by counting the external step pulse or the internal step pulse output from the switching means;
A second track counter that outputs a target track on which the head is to be positioned by counting the external step pulse input from the host side;
Comparing means for comparing the output of the first track counter and the output of the second track counter;
Provided with a said by controlling said switching means based on the output of the comparator means, wherein until a predetermined time T B has elapsed the head by the inner step pulse and step driving of the head by the external step pulse step driven either prohibited, and after the predetermined time T B has elapsed, when the head is not located at the destination track to drive step the head with the internal step pulse, the head object 2. The disk apparatus according to claim 1, wherein when the head is positioned on a track, the head is step-driven using the external step pulse.
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