Сервопривод жестких дисков

Все современные жесткие диски используют звуковую катушку в приводе магнитных головок. Такой тип конструкции не только адаптирован и нечуствителен к тепловым расширениям, он еще и намного быстрее и надежнее, чем привод с использованием шагового двигателя. Система замкнутой обратной связи, применяемой в таких приводах, называется системой сервопозиционироования. В ней процесс передвижения к цели можно описать по шагам следующим образом: передвижение к цели, проверка правильности пути, оценка расстояния до цели, поправка движения и все сначала. Таким образом, передвижение к цели происходит с поправками, которые могут учитывать различные факторы. Как пример действия сервосистемы в жизни, можно взять пример водителя машины. Если автомобиль начинает сбиваться с курса, водитель немного доворачивает руль, если этого не достаточно, то он еще немного доворачивает руль и т.д. Это происходит, пока машина вновь не возобновит свое движение по нужной водителю траектории. Ключевым элементом любой системы с обратной связью, является какое-то измеряющее устройство. Например, в случае водителя машины – это его глаза. В накопителе на жестких магнитных дисках, этим элементом является сама головка чтения/записи. Для этого, на магнитных пластинах содержатся специальные структуры информации, которые позволяют управляющей электронике знать, где находятся головки в любой момент времени, независимо от того, что делает накопитель. Эти структуры обычно называются сервометками. Они считываются головками и направляются в блок управления передвижением головок, где они разбираются, чтобы выяснить точную позицию. Контроллер привода магнитных головок всегда знает точное положение головок, так как все сервометки разные и в них содержатся точные данные о номере трека, номере сервометки и прочая информация. Существует три различных подхода к имплементации сервомеханизма в жестком диске: 1) Вклиненная серво: в этой реализации, использованной в старых накопителях, сервоинформация была записана в виде клина на каждой поверхности накопителя. В обычном мире мы это можем представить, как тонкий кусочек круглого пирога. При этом остальная часть пирога содержит пользовательские данные. Этот дизайн имел существенный недостаток: сервоинформация была только в одном месте на треке. Это означало, что позиционирование будет долгим процессом, так как для того, чтобы узнать местонахождение головок надо было ждать, когда сервоинформация будет под головками. Время позиционирования таких винчестеров было очень большим, и, как следствие, производители отказались от данного применения. 2) Выделенная серво: в этой реализации для сервоинформации использовалась выделенная специально для нее поверхность. То есть, одна поверхность в накопителе всегда содержала только сервоинформацию, а другие – всегда только данные. Эта технология позволила значительно уменьшить время позиционирования. Но, как всегда, и в этой системе были свои минусы. Во первых, для данных терялась целая поверхность, во вторых, головка, читающая сервоинформацию, не обязательно будет стоять на одной линии с головками, читающими данные, так что будет необходимо применять технику компенсации. Наконец, если поверхность с сервоинформацией будет теплее или холоднее, чем поверхности, хранящие данные, то будут возникать ошибки позиционирования или ошибки чтения/записи информации. Чтобы решить последнюю проблему, производители ввели в работу накопителей термокалибровку. Такие типы сервосистемы применялись в накопителях вплоть до середины 90-х годов. 3) встроенная сервосистема, мы ее рассмотрим в нашей следуйщей статье. На рисунке приведена фотография типичного соленоидного привода головок, используемого в любом современном накопителе на жестких дисках. При этом магнит был откручен и сдвинут влево от своего оригинального положения, для того чтобы было видно звуковую катушку. Петин Антон ([email protected]), Панченко Антон ([email protected]).
Весь номер

Новости партнеров: