專利名稱：具有三個磁盤的iii型pcmcia硬盤驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有三個磁盤且符合III型PCMCIA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的硬盤驅(qū)動器。
大多數(shù)計算機系統(tǒng)都具有一個象硬盤驅(qū)動器這樣的大容量存儲設(shè)備。硬盤驅(qū)動器包括一個能存儲大量二進制信號的磁盤。通常，磁盤安裝在一個由電機驅(qū)動的輪轂(hub)上，電機一般采用旋轉(zhuǎn)電機。驅(qū)動器還包括一個磁化和感應(yīng)磁盤磁場的磁頭。通常，磁頭位于驅(qū)動懸臂的一端，驅(qū)動臂可以繞安裝在磁盤驅(qū)動器底板上的軸承組件旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動臂具有一個線圈，它與安裝在底板上的磁鐵合作。通過線圈的電流產(chǎn)生作用于懸臂的扭矩，相對于磁盤移動磁頭。線圈和磁鐵通常被稱為音圈電機或VCM。常規(guī)驅(qū)動器的驅(qū)動臂，電機和其它構(gòu)件相對非常脆弱，因此很容易受到過度的外部沖擊負(fù)載和振動的損害。由于這個原因，硬盤驅(qū)動器通常都要用螺絲或者其它緊固方法牢靠地固定在計算機系統(tǒng)的機箱上。
硬盤驅(qū)動器存有程序或其它對用戶有用的信息。我們有時很需要將這些信息傳送到另一計算機系統(tǒng)中去。從硬盤傳送程序通常需要將這些信息轉(zhuǎn)移到軟盤上或通過電話線傳輸。這些方法很費時間，特別是程序很長或數(shù)據(jù)量很大的情況下。有些移動式硬盤驅(qū)動器能插入計算機的一個擴展槽中。但是為了減少驅(qū)動器部件損壞的可能性，驅(qū)動器的殼體和磁盤構(gòu)件都設(shè)計的非常堅固。這些堅固的構(gòu)件通常很笨重，不便于使用和攜帶。
個人計算機內(nèi)存卡國際協(xié)會(CPMCIA)最近發(fā)布了移動式內(nèi)存卡的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這種內(nèi)存卡可以插入計算機的擴展槽中。PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)包括I型，II型和III型，不同的型號根據(jù)卡的厚度來區(qū)分。計算機的內(nèi)存容量可以通過插入一個附加的卡來擴充。同樣，系統(tǒng)也可以通過類似的方法添加調(diào)制/解調(diào)卡或者FAX卡。這些卡的標(biāo)準(zhǔn)化使用戶可以將一個計算機的內(nèi)存卡插入另一計算機而不必考慮兩者的型號和模式。
標(biāo)準(zhǔn)化的PCMCIA卡與信用卡的尺寸相近，具有一個同計算機連接器相匹配的連接器?？ǖ男〕叽缣峁┝艘环N便于使用和攜帶的電子構(gòu)件。最好能有一種符合PCMCIA規(guī)范的硬盤驅(qū)動器，這種磁盤驅(qū)動器能隨時攜帶和插入計算機現(xiàn)有擴展槽中。這種硬盤卡必須非常堅固以承受作用在驅(qū)動器上的較大沖擊負(fù)載。這種卡允許用戶象現(xiàn)在使用軟盤的方式累積存儲。
硬盤驅(qū)動器構(gòu)件包括多個集成電路用以控制驅(qū)動器的運行。這些芯片通常包括一個與安裝在驅(qū)動臂上的與傳感器相連的讀/寫通道。讀/寫通道與一個接口控制器相連，而接口控制器又與主機相連，接口控制器與一個隨機存儲設(shè)備相連，這個隨機存儲設(shè)備作為在主機和磁盤之間傳輸數(shù)據(jù)的緩沖器。
磁盤驅(qū)動器還包括為音圈提供電流的電路，以使磁頭保持在磁道中間(伺服周期)和將磁頭從一個磁道移到另一磁道(尋道周期)。另外，磁盤驅(qū)動器通常還包括對電機整流的電路，保證電機和磁盤以均一的速度旋轉(zhuǎn)。
上述電路的運行通常用基于微處理器的控制器控制。常規(guī)的磁盤驅(qū)動器還包括一個用于連接控制器和其它電路的獨立電路。此芯片通常被稱為膠連邏輯(glue logic)。Squires等人在美國專利No.4,979,056中公布了一個具有基于微處理器的控制器的硬盤結(jié)構(gòu)，其中控制器控制接口控制器，讀/寫通道，致動器和旋轉(zhuǎn)電機的電路。Squires系統(tǒng)采用了一種嵌入的伺服模式。這種模式將伺服信息作為數(shù)據(jù)存入一磁道的同一扇區(qū)。在每一扇區(qū)中，處理器控制驅(qū)動器的音圈和旋轉(zhuǎn)電機的電路。處理器采用了允許旋轉(zhuǎn)電機與音圈的控制和在主機與磁盤之間數(shù)據(jù)的傳輸同時進行的體系。雖然Spuires型的系統(tǒng)提出了基于控制器的體系，提高了主機與磁盤間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，但這種體系通常需要大量的電子元件，它們必須安裝在印刷電路板上。
Morehouse等人在美國專利No.4,933,785和Stefansky等人在美國專利No.5,025,335中公布了印刷電路板安裝在驅(qū)動器殼體里的常規(guī)硬盤驅(qū)動器，被稱為HDA。HDA通常是密封的，包含磁盤，驅(qū)動臂和旋轉(zhuǎn)電機構(gòu)件。HDA還包括一個與驅(qū)動器磁頭相連的前置放大器。其余的電子元件(接口控制器，讀/寫通道，驅(qū)動電路等)安裝在外部的印刷電路板上。印刷電路板的長度和寬度與HDA相同。因此整個組件的厚度由HDA厚度，印刷電路板厚度和電子元件的高度決定。
由轉(zhuǎn)讓給本申請的同一受讓人的于1992年11月13日提交的美國申請No.07/975,008中提出了具有一個直徑1.8英寸磁盤且符合III型PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的硬盤驅(qū)動器。同Morehouse和Stefansky的專利一樣，上述申請包括一個與HDA長度和寬度相同的印刷電路板。
驅(qū)動器的容量可通過在驅(qū)動器單元中加入附加的磁盤進行擴充。每片磁盤都有一對與其面相對應(yīng)的磁頭。為提供安放磁頭的高度，相鄰的磁盤通過安裝在電機輪轂上的墊片隔開。因此，多磁盤驅(qū)動器的厚度是電路板，殼體和磁盤間距的函數(shù)。
最好是能提供具有三個磁盤的，且符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的硬盤驅(qū)動器。使用通常的技術(shù)是無法在PCMCIA要求空間里安放三個磁盤，因此有必要提出符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的三磁盤硬盤驅(qū)動器。
該發(fā)明涉及具有三個磁盤的III型PCMCIA硬盤驅(qū)動器。該磁盤驅(qū)動器包含一個用于旋轉(zhuǎn)一個磁盤的小型旋轉(zhuǎn)電機。旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)由含有伺服芯片的旋轉(zhuǎn)電機電路控制。磁盤相對于一個驅(qū)動臂組件旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動臂具有用于從磁盤存取數(shù)據(jù)的傳感器。驅(qū)動臂由帶有伺服芯片的驅(qū)動電路控制的音圈旋轉(zhuǎn)。
磁盤驅(qū)動器具有一個外殼和能使驅(qū)動器插入主機的連接器。信號變換器與讀/寫芯片相連，讀/寫芯片通過數(shù)據(jù)管理芯片在主機與磁盤之間傳輸信息。數(shù)據(jù)管理芯片，讀/寫芯片，伺服芯片由控制芯片控制。驅(qū)動器的所有電子元件安裝在一個印刷電路板上。電路板大約有殼體長度的1/3，位于磁盤和連接器之間。長度的減少允許電路板和磁盤處于相同的平面，因此不會增加整個組件的厚度。緊湊的組件提供了一種符合III型PCMCIA厚度要求的多任務(wù)磁盤驅(qū)動器。
因此，本發(fā)明旨在提供一種符合III型PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的三磁盤硬盤驅(qū)動器。
本發(fā)明亦旨在提供一種減小硬盤驅(qū)動器組件的印刷電路板尺寸的電路。
本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點將在下文結(jié)合附圖加以詳細說明，這些圖包括

圖1本發(fā)明的硬盤驅(qū)動器的透視圖；圖2硬盤驅(qū)動器的俯視剖面圖；圖3硬盤驅(qū)動器蓋的底視圖；圖4驅(qū)動臂組件的剖面圖；圖4a具有四磁盤的硬盤驅(qū)動器的實施方案剖面圖；圖5示意驅(qū)動器印刷電路板和連接器的硬盤驅(qū)動器剖面圖；圖6旋轉(zhuǎn)電機的剖面圖；圖7印刷電路板的底視圖；圖8磁盤驅(qū)動器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖9系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理芯片示意圖；圖10系統(tǒng)伺服芯片示意圖11磁盤中一個扇區(qū)的表示；圖12系統(tǒng)控制芯片的示意圖；圖13系統(tǒng)R/W芯片的示意圖；圖14a-g磁盤驅(qū)動器運行流程圖。
借助標(biāo)號更加詳細地參考附圖，圖1顯示了本發(fā)明的硬盤驅(qū)動器10。磁盤驅(qū)動器被設(shè)計成一個卡，可以插入主機(未畫出)。硬盤驅(qū)動器10包括一個殼體12和連接器14。最佳實施方案中，殼體的尺寸是85.6×54.0×10.5mm。該尺寸符合個人計算機內(nèi)存卡國際協(xié)會(PCMCIA)III型電子卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。PCMCIA是一個發(fā)布電子卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的組織，標(biāo)準(zhǔn)中包括尺寸大小和其它一些要求。符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的計算機都具有能插入標(biāo)準(zhǔn)卡的插槽。在此標(biāo)準(zhǔn)下，一部計算機的電子卡可以隨時插入另一計算機中，而無需考慮系統(tǒng)的型號和模式。PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)可以寫信索取，地址是Personal Com-puter Memory Card International Association，1030 G East DuaneAvenue，Sunnyvale，California 94086.
PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)包括厚度不同的三種類型。I型卡厚度大約為3.3mm，II型卡厚度大約為5.0mm，III型卡厚度大約為10.5mm。計算機有一組相鄰插槽，插槽的寬度允許插入一個II型卡。I型和II型占用一個插槽，III型占用兩個插槽。所有的計算機插槽都包括一種安裝在母板上用于計算機系統(tǒng)連接的68個管腳連接器。PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)起先是為包括調(diào)制解調(diào)板和傳真板等內(nèi)存或邏輯卡設(shè)立的。本發(fā)明提出了符合III型標(biāo)準(zhǔn)的硬盤驅(qū)動器。
在最佳實施方案中，卡組件10的連接器14具有和計算機上68個管腳連接器相匹配的68個管套。連接器14由電介質(zhì)材料制成，具有與計算機連接器的管腳(未畫出)相匹配的一組管套16。連接器的管腳指定用于電源、地和數(shù)據(jù)。PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)要求用于地的管套要比用于電源的管套長。這樣的設(shè)置允許將卡插入正在運行的‘活’系統(tǒng)而不會引起電壓尖脈沖。
參考圖2-7，硬盤驅(qū)動器包括由旋轉(zhuǎn)電機20旋轉(zhuǎn)的三片分離的磁盤18。雖然只顯示和描述了三片磁盤，但是我們發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的硬盤驅(qū)動器也可以安裝四片磁盤且符合III型PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)。磁盤18按成熟的技術(shù)用金屬、玻璃、陶瓷或其它復(fù)合材料制成，其上覆蓋著磁性膜，如圖6所示，旋轉(zhuǎn)電機20的輪轂22通過一對錐面軸承26和主軸磁鐵24相連。輪轂22內(nèi)有定子28和一組與輪轂22內(nèi)表面上的磁鐵32相作用的線圈30。通過線圈30的電流產(chǎn)生穿過磁鐵32的磁力線，引起輪轂22和磁盤18的旋轉(zhuǎn)。輪轂22具有一對在錐形軸承26的錐形表面36上滑動的相應(yīng)錐形內(nèi)表面34。在錐形輪轂表面34和軸承26之間有一液體薄層，用于減少部件22和26之間的旋轉(zhuǎn)摩擦。在錐形軸承之間有一空間38用以儲存軸承液。軸承液最好是一種含鐵液體潤滑劑，可以被主軸磁鐵24的磁場保留在輪轂22和軸承26之間。錐形軸承使旋轉(zhuǎn)電機20的外部輪廓很小，旋轉(zhuǎn)電機20能夠承受作用在手持計算機或磁盤驅(qū)動器上的通常的沖擊負(fù)載。磁盤18由夾緊裝置42固定在輪轂緣面40上。磁盤18通過位于磁盤18間的墊片43分隔開。磁盤夾緊裝置42最好由熱塑材料制成，用超聲法熔化在電機20上。熱塑材料流入輪轂22上的凹槽44中。凹槽44中的塑料防止磁盤18的沿z軸的移動。夾緊裝置42的一部分也流到磁盤18的頂部磁盤的內(nèi)徑和輪轂22之間防止所有磁盤18的周邊移動。
固定的主軸24兩端有一對罩45和46。底罩45通過一層粘合劑50固定在底板48上。在最佳實施方案中采用Min-nesota Manufacturing & Mining Co.(3M)銷售的AF46粘合劑。粘合劑50也用于下部錐形軸承26與底罩45的連接。頂罩46安裝在定子24上。在最佳實施方案中，罩46和蓋52通過裝在蓋52上面的粘彈性膜材料54連在一起。粘彈性材料54削除電機20高度與底板48和蓋52之間空間的公差。粘彈性材料54也能削弱作用于電機20的沖擊和振動負(fù)載。
如圖2所示，磁盤18相對于一個驅(qū)動臂組件56旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動臂裝有通常稱為磁頭的傳感器58。每個傳感器58都含有一個線圈(未畫出)，它能磁化和感應(yīng)磁盤18每個對應(yīng)相鄰表面的磁場。每個磁頭58都由一個相連于驅(qū)動臂62的柔性臂60支持。在最佳實施方案中，柔性臂60由一個或多個導(dǎo)電板(未畫出)制成，導(dǎo)電板用具有一定彈性的電介質(zhì)材料(未畫出)隔開。導(dǎo)電板傳導(dǎo)發(fā)送到信號變換器58的信號。磁頭58還包括一個滑塊(未畫出)，它在磁盤18旋轉(zhuǎn)氣流地作用下，在磁盤與磁頭之間形成氣墊。這層氣墊使磁頭58離開磁盤18的表面。柔性臂被制作得非常柔軟，以至氣墊就能將其從磁盤表面分開，從而允許磁盤18和電機20的軸向偏差。磁頭58被制成即能做水平記錄又能做垂直記錄。
柔性臂60插入驅(qū)動臂62的插槽中并用膠粘合。如圖4所示，最好每個臂62能有兩個柔性臂60。在最佳實施方案中，粘合劑用底劑，熱源，紫外線進行固化。驅(qū)動臂62最好用輕而結(jié)實的碳化硅制造。驅(qū)動臂62繞軸承組件66轉(zhuǎn)動。如圖4所示，軸承組件66包括由底板48伸出的軸承座68。參考圖2，驅(qū)動臂62有一個伸入軸承座68V形槽72中的三角形滾珠軸承70。在C形彈簧74的作用下，滾珠軸承70與軸承座68接觸。滾珠軸承70的頂點與溝槽72的頂點相接觸，當(dāng)驅(qū)動臂62繞軸承組件66轉(zhuǎn)動時，軸承只能相對軸承座68滾動。本發(fā)明的滾珠軸承提出了一種小輪廓的軸承組件，它具有相對較小的摩擦阻力，能構(gòu)承受作用于手持硬盤驅(qū)動器的典型沖擊負(fù)載。
在驅(qū)動臂62的底部有一塊磁鐵76置于一對靜止線圈78之間。磁鐵具有北極(N)和南極(S)，因此當(dāng)電流以一定的方向通過線圈時，北極將受到一個與線圈垂直的作用力，當(dāng)電流的方向相反時，南極將受到同方向的作用力。磁鐵和線圈通常被稱為音圈電機或VCM80，它們旋轉(zhuǎn)與磁盤18相對的驅(qū)動臂62和磁頭58。如圖4所示，線圈78安裝在C形屏蔽框82中，屏蔽框用鐵氧體材料制成，能夠為磁力線提供回路，將磁力線保持在音圈80的區(qū)域中。
如圖2和5所示，連接器14在殼體12的一端，被底板48和蓋52上的凹槽面84固定。凹槽面84阻止連接器14在任何相對于機殼12的方向上移動。連接器的所有管套16都帶有引線86，這些引線焊接在印刷電路板90(PCB)的導(dǎo)電觸點88上。如圖4所示，印刷電路板90被固定在底板48上，其中包含磁盤驅(qū)動器組件10運行所需的全部電子元件。
如圖7所示，安裝在印刷電路板90上的有控制芯片92、讀/寫通道芯片94和伺服芯片96。所有的芯片都封裝成集成電路，以常規(guī)的技術(shù)焊接在印刷電路板90上。如圖2所示，電路板90的反面包括數(shù)據(jù)管理芯片98、前置放大芯片100和只讀存儲器(ROM)102。電路板90還包括構(gòu)成驅(qū)動器組件電子系統(tǒng)所需的無源器件，如電阻104、電容106。電路板90位于磁盤18和連接器14之間。如圖5所示，印刷電路板90位于同磁盤18基本平行的平面中。電路板90和磁盤18基本共面減少了驅(qū)動器組件的整體厚度。
如圖2所示，印刷電路板90通過柔性電路板108與驅(qū)動臂組件56相連。柔性電路板108通常用商標(biāo)為KAPTON的聚酰亞胺薄片制成，其封裝了整個導(dǎo)線。柔性電路板108的一端具有用熔焊或超聲焊接在柔性臂60上的接點110。如圖5所示，電路板108的另外一端用蓋板52上的壓緊帶116壓在印刷電路板90上，能夠有效的與相應(yīng)的觸點接觸。當(dāng)蓋板52安裝在底板48上時，壓緊帶116對柔性電路板108的觸點施加一壓力。壓緊帶116提供了一種將柔性電路板108與印刷電路板90連接/斷開而無需焊接兩部件的方法。如圖2所示，磁盤驅(qū)動器組件還包括連接印刷電路板90和音圈80的線圈78柔性導(dǎo)線126，以及連接印刷電路板90和旋轉(zhuǎn)電機20線圈30的柔性導(dǎo)線128。柔性導(dǎo)線126和128的觸點在壓緊帶116的作用下與印刷電路板90上相應(yīng)的觸點接觸。
如圖3和4所示，蓋52上裝有一個被擠壓在底板48相應(yīng)面124上的彈性密封122。彈性體122將磁盤18，旋轉(zhuǎn)電機20和驅(qū)動臂組件56密封在通常稱為HDA126的區(qū)域中。蓋板52通過緊固件128和底板48相連。緊固件128上有許多彈簧調(diào)節(jié)片130，這些調(diào)節(jié)片伸入蓋板52和底板48相應(yīng)的溝槽132中。緊固件128具有一個彈性帶134，用來吸收作用在磁盤驅(qū)動器組件10周邊上的外部沖擊和振動負(fù)載。磁盤驅(qū)動器10通常安置在主機中，因此卡的邊被機箱支持著。任何作用于計算機的沖擊和振動負(fù)載都會經(jīng)過驅(qū)動器的邊傳到磁盤驅(qū)動器。彈性帶134削弱了這些負(fù)載，保護驅(qū)動器運行不被損壞或中斷。緊固件提供了一種無需螺釘或其它相當(dāng)?shù)木o固方式而連接底板48和蓋52的方法。不使用螺紋緊固件有助于減小組件的整體高度。如圖2和3所示，蓋52有一矩形銷136，它能插入底板48相應(yīng)的孔138中從而使構(gòu)件48和52對齊。
底板48有一個帶空氣過濾器142的過濾腔140，空氣過濾器置于HDA126的外部。底板48有一個用于HDA126和腔室140之間氣流交換的溝槽142。當(dāng)HDA126內(nèi)部的空氣壓力低于驅(qū)動器10外部環(huán)境的壓力時，不同的壓力使空氣通過緊固件128，流經(jīng)蓋52和底板48接面進入HDA區(qū)126和底板48。HDA區(qū)126和過濾腔140之間的氣體是可以相互流通的。進入HDA126的空氣都要經(jīng)過過濾腔140。碳氫化合物、酸性氣體和其它空氣中的雜質(zhì)將被過濾器142除去?？諝膺^濾器還可以包括一個濕度控制單元。
磁盤驅(qū)動器組件10還包括一個去除HDA中雜質(zhì)的循環(huán)過濾器146。循環(huán)過濾器146在腔室的中間，此腔室和HDA被膜146分開。過濾器146將上游腔室150和下游腔室151隔開。磁盤18的旋轉(zhuǎn)運動引導(dǎo)氣流進入上部腔室150，通過過濾器146進入下部腔室151，再返回磁盤18的HDA區(qū)126。磁盤驅(qū)動器還可以包括由一個吸收碳氫化合物、酸性氣體和水分的材料制成的環(huán)境控制組件180。
圖8顯示了硬盤驅(qū)動器組件10系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。這個系統(tǒng)控制磁盤驅(qū)動器的運行。數(shù)據(jù)通常沿以磁盤直徑為中心的環(huán)狀軌道存儲在的磁盤18上。在最佳實施方案中，磁盤的直徑是1.8英寸。雖然這里只描述了1.8英寸的磁盤，很明顯本發(fā)明也可以使用1.3″、2.5″、3.5″等其它直徑的磁盤。對1.8″的磁盤而言，本系統(tǒng)在每個磁盤面上130個磁道的存放數(shù)據(jù)。每個磁道包括一組伺服扇區(qū)。每個扇區(qū)能存儲768字節(jié)的數(shù)據(jù)。一個三磁盤組件的容量為390兆字節(jié)，一個四磁盤組件的容量為520兆字節(jié)。
如圖8所示，系統(tǒng)10包括數(shù)據(jù)管理芯片98，控制芯片92，伺服芯片96和讀/寫(R/W)芯片94。系統(tǒng)還包括與控制芯片92相連的只讀存儲器(ROM)102，和與磁頭58和R/W芯片94相連的前置放大電路100。控制器92通過串行線204和206分別與伺服芯片96和R/W芯片94相連?？刂破?2通過地址/數(shù)據(jù)總線208與數(shù)據(jù)管理芯片98相連，通過指令總線210和ROM102相連。數(shù)據(jù)管理芯片98通過地址/數(shù)據(jù)總線214與主機212相連，通過數(shù)據(jù)總線216與R/W芯片94相連。R/W芯片94通過線218與前置放大芯片相連。伺服芯片96通過伺服線220與R/W芯片94相連。伺服芯片96也通過線222和224與音圈80和旋轉(zhuǎn)電機20相連。前置放大芯片100通過線226與磁頭58相連?？刂破?2也通過原始數(shù)據(jù)線228與R/W芯片94相連。串行線和地址/數(shù)據(jù)總線還包括在不同芯片之間傳輸信息所必需的信號線。雖然在本說明中使用了線這一術(shù)語，但是很容易理解術(shù)語線中包括了多線。
如圖9所示，數(shù)據(jù)管理芯片98通過接口控制電路230與主機212相連。接口控制電路230包括通過提供和主機協(xié)議一致的握手信號等與主機212聯(lián)系的硬件。在最佳實施方案中，接口控制器230符合PCMCIA的協(xié)議。接口控制器230通過數(shù)據(jù)總線234與隨機存儲器(RAM)232相連。RAM232為在主機212和磁盤18之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供緩存。在最佳實施方案中，RAM的容量是4Kbytes。其中3.5Kbytes通常用于存儲在主機和磁盤之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。剩下的0.5Kbytes作為高速緩存，專門用于存儲某些預(yù)定的磁盤驅(qū)動器特征信息。當(dāng)磁盤驅(qū)動器組裝好以后，驅(qū)動單元的各種特性就確定了并存放在磁盤上。當(dāng)磁盤驅(qū)動器加電后，控制器執(zhí)行初始化程序。程序的一部分是從磁盤上讀取驅(qū)動器的特征信息并將同樣的內(nèi)容存放在RAM的高速緩存部分。
存儲器控制電路236對RAM232進行管理，通過地址總線238為存儲器232提供地址并通過線240提供驅(qū)動控制信號。存儲器控制電路236通過線242從接口控制電路接受訪問請求。控制電路236也通過線246從一個磁盤控制電路244接受訪問請求。磁盤控制電路244在數(shù)據(jù)管理芯片98和R/W芯片94之間提供接口。磁盤控制電路244通過線248從接口電路230接收讀/寫控制信號，接口電路是R/W芯片94上讀和寫選通線250和252的中繼。接口、存儲器和磁盤控制電路通過線254，256和258也與控制芯片92相連。
存儲控制器236控制RAM232和接口控制電路230之間，RAM232和磁盤控制電路244之間與控制芯片92和數(shù)據(jù)管理芯片98之間的數(shù)據(jù)存取。RAM232和控制芯片92通過專用數(shù)據(jù)總線208相連。當(dāng)控制芯片92想從RAM232進行存取時，控制芯片發(fā)出地址和一個數(shù)據(jù)管理芯片片選(DM-CS)控制信號。
為將數(shù)據(jù)寫到磁盤18，主機212起初提供一個由接口控制電路230接受的寫請求，其進行必要的握手程序。接口控制電路230向存儲器控制電路236產(chǎn)生一個要求將邏輯地址和數(shù)據(jù)從主機寫入存儲緩存232的存取請求。存儲控制電路236根據(jù)存儲映象將這些數(shù)據(jù)存入緩存232。接口控制電路230產(chǎn)生一個發(fā)向控制芯片92的HOSTINT中斷信號。
接到HOSTINT信號之后，控制芯片92請求存取RAM232以讀取由主機提供的邏輯地址。控制芯片92將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理磁盤地址?？刂菩酒?2初始化一個尋道程序?qū)⒋蓬^移到磁盤18的合適位置。當(dāng)音圈80將測量轉(zhuǎn)換器58移到所需的磁盤扇區(qū)，控制芯片92向數(shù)據(jù)管理芯片98提供一個Z sector信號。一接到Z sector信號，磁盤控制電路244向存儲控制電路236發(fā)出一個數(shù)據(jù)存取請求。存儲控制電路236通過將RAM232中相應(yīng)內(nèi)容置于總線216而初始化一寫到磁盤18上的序列。
為讀取數(shù)據(jù)，主機212發(fā)出由接口控制電路230接收的讀取請求。所要求的邏輯地址存放在緩存232中。一個HOSTINT信號被產(chǎn)生，邏輯地址被控制芯片92讀取。控制芯片92將物理地址轉(zhuǎn)換為實際的磁盤扇區(qū)，相應(yīng)地產(chǎn)生一個尋道程序移動驅(qū)動臂。當(dāng)信號變換器位于磁盤的合適位置上，控制芯片92向數(shù)據(jù)管理芯片98發(fā)出一個Z sector信號。磁盤控制電路244向存儲控制電路236發(fā)出存儲器存取請求，以啟動RAM232。數(shù)據(jù)通過磁盤控制電路244從R/W芯片94傳送到緩存232。存儲控制電路236通過接口控制電路230將數(shù)據(jù)從RAM232傳送到主機212。
如圖10所示，伺服芯片96包括分別用于驅(qū)動音圈80和旋轉(zhuǎn)電機20的音圈控制電路270和旋轉(zhuǎn)電機控制電路272。伺服芯片96通過雙向16位同步串口274與控制芯片92相連。串口274通過線278和一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)相連。DAC276包括一個旋轉(zhuǎn)電機DAC端口280，一個音圈DAC口282和一個模/數(shù)(Ad)DAC端口284。
音圈端口通過線288-292向音圈控制電路270提供Vvcmoffset，Vvcmtrack和Vcm增益范圍三個信號。這三個信號在加法電路294中相加。Vvcmoffset信號為音圈80提供了偏置電壓。Vvcmtrack信號是一個次級電壓信號，它能改變偏置電壓使其更精確的控制音圈80的驅(qū)動信號。Vcm增益范圍信號是另一個次級信號，它能提高偏置信號的分辨率，通常在驅(qū)動器的伺服周期使用。Vcm信號的大小由控制芯片92通過雙向串口274發(fā)送給音圈端口280的8比較數(shù)據(jù)決定。這些數(shù)據(jù)命令由7比特地址和1個讀/寫比特構(gòu)成并被串口解碼。根據(jù)數(shù)據(jù)命令中的7比特地址的內(nèi)容，數(shù)據(jù)被發(fā)送到適宜的DAC端口。
加法電路294向為驅(qū)動器電路298提供偏置的運算放大器296發(fā)送信號。驅(qū)動器電路298通過管腳VcmP300和VcmN302與音圈的線圈78相連。音圈控制電路270還包括一個電流傳感器304，它反饋到運算放大器296，為供給音圈80的電流提供直接的電流控制。
旋轉(zhuǎn)電機端口280通過線306-310向旋轉(zhuǎn)電機控制電路272提供Vspnoffset，Vspntrack和Vspn增益范圍信號。接收這些信號的旋轉(zhuǎn)電機電路包括與音圈電路270基本相同的構(gòu)件，一個加法電路312，一個運放314，一個驅(qū)動器電路316，一個電流傳感器318。加法電路如上所述對Vspin()信號進行加和。與音圈信號相似，偏置信號提供偏置電壓，其它信號對偏置電壓進行調(diào)整。驅(qū)動器電路316分別通過線320-324上的管腳A、B、C與旋轉(zhuǎn)電機的線組相連。驅(qū)動器電路316由定子控制邏輯326控制，接到控制芯片92提供在Vcomm線的轉(zhuǎn)換信號，定子控制邏輯能順序地使能驅(qū)動器的適宜組合，這些驅(qū)動起器分別具有引線A、B、C。每當(dāng)提供一個轉(zhuǎn)換信號，控制邏輯326順序地使能正確的驅(qū)動器，這樣電流將按照線A、B、C的適宜組合提供給旋轉(zhuǎn)電機。
旋轉(zhuǎn)電機控制電路272有一個與線A、B、C及電機中心抽頭(CT)引線332相連的反電動勢傳感器330。傳感器330為比較器334提供反電動勢信號，用于同參考電壓相比。比較器334通過線336向控制芯片92提供Vphase信號。控制芯片92利用Vphase信號通過Vcomm線328轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)電機20。在最佳實施方案中，驅(qū)動器電路316還包括附加的Sp-nGa，SpnGb和SpnGc信號，它們能與附加的驅(qū)動器相連以增加提供給電機的電平。這一特點使伺服芯片96能用于含有附加的磁盤，需要更大轉(zhuǎn)矩的磁盤驅(qū)動器。
伺服芯片96具有一個接收不同輸入信號的模擬多路復(fù)用器338。信號被切換到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)340，它利用了DAC轉(zhuǎn)換器276的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路。ADC轉(zhuǎn)換器包括一個比較器342和一個能產(chǎn)生8比特數(shù)據(jù)串的串行逐次寄存器(SAR)344。
運行時，多路復(fù)用器338向比較器342提供一個模擬信號。SAR344順序產(chǎn)生8比特字，并被送到AD DAC端口284轉(zhuǎn)換成模擬比較信號。模擬比較信號同來自多路復(fù)用器338的模擬信號相比較。第一個字的最高位被置為1，其余為0。如果最高位大于模擬信號，則一位1被輸出到串口274。SAR344產(chǎn)生下一個8比特字并再轉(zhuǎn)換成模擬信號與比特器342比較。新字的下一個最低位被置為1。此操作一直進行到提供給串口274的8比較字能表示模擬信號的大小。然后串口274特此數(shù)據(jù)通過串行線304送到控制芯片92。
多路復(fù)用器338分別通過線346和348從反電動勢傳感器330和電流傳感器318接收信號Vbemf和Vispn。來自于R/W的A-B和C-D伺服信號通過線350和352提供給多路復(fù)用器338。音圈電流傳感器304的輸出信號Vivcm通過線354提供給多路復(fù)用器338。這些反饋信號通過ADC340和串口274傳輸?shù)娇刂菩酒?2。
音圈控制電路270根據(jù)來自控制芯片92的命令將相對于磁盤的磁頭58定位?？刂菩酒?2和控制電路270按照尋道周期或者伺服周期移動驅(qū)動臂。在尋道周期中，磁頭58從第一個磁道位置移動到另一個磁道位置。在伺服周期中，傳感器58將被保持在磁道的中心線。
在最佳實施方案中，磁盤18包含嵌入的伺服信息。圖11顯示了磁道中一個典型扇區(qū)。每個扇區(qū)起始包括伺服區(qū)，其后是ID區(qū)。ID區(qū)包括標(biāo)識扇區(qū)的磁頭地址。緊跟ID區(qū)的是數(shù)據(jù)區(qū)和校驗碼信息。ECC之后是另一ID區(qū)，它指明了下一個數(shù)據(jù)區(qū)D1，D1中有數(shù)據(jù)區(qū)D0中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。
伺服區(qū)開始是讀/寫區(qū)和自動增益控制(AGC)區(qū)，其后一段沒有數(shù)據(jù)(DC間隙)。DC間隙最后是一個同步脈沖。伺服區(qū)還包括一個用以標(biāo)明此扇區(qū)的所在柱面(磁道)的格雷碼和一組伺服脈沖串A、B、C、D。伺服脈沖串A和B有一條邊處于磁道的中線。伺服脈沖串C在偶數(shù)磁道上處于磁道的中線。伺服脈沖串D一個底邊處于C的頂邊。通過讀取伺服脈沖串的大小，可以確定磁頭相對中線的位置。AGC區(qū)用以設(shè)定伺服脈沖串的參考電壓。
同步脈沖是AGC區(qū)之后預(yù)定若干無跳變時鐘周期后被檢測到的第一個電壓跳變。例如，信號變換器檢測到AGC區(qū)后，檢測到同步脈沖之前，有三個時鐘周期沒有任何電壓跳變。另外一種方案，在格雷碼起始總也可提供一個電壓跳變作為同步脈沖。
圖12顯示了包括核心微處理器360的控制芯片92的示意圖。在最佳實施方案中，微處理器是Texas儀器公司的DSP TMS320C25處理器的改型。與通常的一些硬盤驅(qū)動器的控制器相比，如Intel的控制芯片80C196，處理器360具有較少的指令集合。指令集合的減少降低了對存儲器的存取要求。處理器360具有RAM存儲器(未畫出)。常規(guī)RAM存儲器要在5.0V標(biāo)稱電壓下使用。最好是提供一種能在3.3V標(biāo)稱電壓下運行的硬盤驅(qū)動器，這是一個便攜式計算機通常采用的電壓標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)的RAM存儲器在3.3V時對處理器存取請求的響應(yīng)要比在5.0V的情況下慢。較低的RAM速度降低了處理器的性能。使用對一給定功能只需較少存取請求的處理器能夠設(shè)計一個運行在3.3V而不會明顯影響處理器性能的系統(tǒng)。
DSP微處理器具有用于傳輸數(shù)據(jù)和指令的兩條相分離的內(nèi)部總線(未畫出)。雙總線結(jié)構(gòu)允許處理器并行地取指、解碼、讀取和執(zhí)行程序。DSP流水線的特點極大地提高了處理器的性能。DSP處理器中具有既能作為寄存器又能作為RAM的內(nèi)置存儲器。
控制器芯片也包括連到處理器360上的內(nèi)置的支持硬件。支持硬件包括一個通過串行線204和206與伺服芯片96和R/W芯片94相連的雙向16位同步串口362。串口362也通過總線364與處理器360相連。串口362具有作為處理器360與芯片94和96之間緩沖的寄存器。362口根據(jù)處理器360提供的地址為R/W芯片94和伺服芯片96提供片選信號。串口362與一個寄存器堆366相連。
控制器芯片96包括一狀態(tài)機368，其中包括一個格雷碼電路370，一個伺服選通電路372，一個脈沖串解調(diào)電路374，一個自動增益電路(AGC)電路376和一個寫禁止電路378。脈沖串解調(diào)電路374通過線380控制其它電路的運行。脈沖串解調(diào)電路374通過線384與定時電路382相連。格雷碼電路370和脈沖串解調(diào)電路376都通過原始數(shù)據(jù)線228從R/W芯片94接收原始數(shù)據(jù)。
定時電路382包括若干定時器，其中之一在一個扇區(qū)的伺服脈沖之前到時。當(dāng)前伺服定時器到時，定時電路382通過線386向AGC電路376提供AGC信號。AGC信號啟動AGC電路376，AGC電路通過線388啟動R/W芯片94的自動增益控制電路。定時電路382也通過線384向脈沖串解調(diào)374發(fā)送查詢信號。查詢信號使能脈沖串解調(diào)374開始在扇區(qū)的伺服脈沖串中尋找同步脈沖。一接到查詢信號，當(dāng)在預(yù)定數(shù)量的時鐘周期中沒有發(fā)生信號跳變時(來自于線228的原始數(shù)據(jù))，脈沖串解調(diào)374使能一內(nèi)部同步標(biāo)記區(qū)。如果該內(nèi)部同步標(biāo)記區(qū)被使能后在預(yù)定的時間中產(chǎn)生了跳變，脈沖串解調(diào)374產(chǎn)生一個表明檢測到同步脈沖的H sector信號。
H sector信號通過線394提供給Z sector電路392，并通過線390提供給處理器360。來自于脈沖串解調(diào)374的Hsec-tor信號設(shè)置Z sector電路392中的一對定時器。當(dāng)一個定時器到時后，Z sector電路392通過線258給數(shù)據(jù)管理器98和R/W芯片94提供一Z sector信號。最好一個定時器用于每個D0和D1區(qū)。如果電路392已被處理器360通過啟動線396啟動，則Z sector電路392只能產(chǎn)生一個Z sector信號。
當(dāng)檢測到同步脈沖后，脈沖串解調(diào)374啟動格雷碼電路372。格雷碼電路372包括存儲由原始數(shù)據(jù)線228提供的格雷碼的移位寄存器。格雷碼通過總線398存放在寄存器堆336專用地址中用于以后處理器360的讀取。同步脈沖的檢測也設(shè)置一脈沖串解調(diào)374內(nèi)部定時器。當(dāng)定時器的時間到，脈沖串解調(diào)374禁止格雷碼電路370并啟動伺服選通電路372。伺服選通電路372通過線399發(fā)出一系列兩位信號，使R/W芯片94的內(nèi)部電路向伺服芯片96提供A-B和C-D信號。A-B和C-D信號通過ADC轉(zhuǎn)換器340和串口274和362送給寄存器堆366。
當(dāng)定時器382產(chǎn)生查詢信號，脈沖串解調(diào)374也啟動寫禁止電路378。來自數(shù)據(jù)管理芯片98的寫啟動線252通過寫禁止電路378與前置放大器100相連，這樣寫禁止電路378可以禁止寫信號和阻止將數(shù)據(jù)寫到磁盤上。寫禁止電路378在伺服脈沖期間禁止寫信號，以防止將任何數(shù)據(jù)信號寫到伺服區(qū)。寫禁止電路378還能被振動傳感器(未畫出)通過線400使能。如果磁盤驅(qū)動器加速超過了預(yù)定值，振動傳感器將產(chǎn)生使能信號。振動傳感器和寫禁止電路378防止在驅(qū)動器受到過度振動時進行數(shù)據(jù)寫入。
控制器芯片92包括一個通過總線404和406與處理器360和寄存器堆366相連的接口模塊402。接口模塊402提供了處理器360和寄存器堆366之間的存儲映象。接口模塊402允許內(nèi)置支持硬件與不同類型的處理器相連。接口模塊402通過線410與解碼器408相連。解碼器408解碼處理器360提供的地址，使能通過線412和256選通ROM102或數(shù)據(jù)管理芯片98的片選信號ROM和DM。
控制器芯片92還包括一個通過線414接收系統(tǒng)時鐘信號的振蕩器412。振蕩器412通過線418向時鐘電路416提供時鐘信號。時鐘電路416通過線420-428為R/W芯片94，數(shù)據(jù)管理芯片96，伺服芯片96，微處理器360和控制器92的支持硬件提供時鐘信號。在最佳實施方案中，振蕩器412產(chǎn)生30MHz的時鐘信號。振蕩器412通過線432與休眠電路430相連。當(dāng)休眠電路430從線434接收到INTb信號后，休眠電路430將禁止振蕩器412。INTb信號通常是由主機(未畫出)提供的。通常如果在預(yù)定時間間隔內(nèi)沒有產(chǎn)生磁盤存取請求，主機將通過對寄存器堆366中一個寄存器的一位置位來提供休眠信號。
支持硬件還包括一個通過Vphase和Vcomm線336和328與伺服芯片96相連的旋轉(zhuǎn)電路436。旋轉(zhuǎn)電路436通過線438和440與寄存器堆366和處理器360相連。當(dāng)旋轉(zhuǎn)電路336接收到Vphase信號，電路436通過SPININT線440向處理器360提供中斷信號。Vphase信號也設(shè)置旋轉(zhuǎn)電路436中的內(nèi)部Vcomm定時器。另外，旋轉(zhuǎn)電路436也讀取寄存器堆366中的一個專用寄存器。寄存器堆366中的內(nèi)容提供了旋轉(zhuǎn)電路436接收Vphase信號和為伺服模塊96中的旋轉(zhuǎn)控制電路272產(chǎn)生Vcomm信號的時間間隔。
處理器360具有一個連續(xù)運行的內(nèi)部定時器(未畫出)。當(dāng)處理器接收到SPININT信號，線440被旋轉(zhuǎn)電路436激活后，處理器360讀取內(nèi)部定時器的時間和旋轉(zhuǎn)電路436中Vcomm定時器的數(shù)值。Vcomm定時器的數(shù)值代表接收到Vphase信號和處理器360接收到SPININT中斷信號時間間隔。從內(nèi)部定時器的數(shù)值中減去Vcomm時間，得到的時間再與理論時間相比，從而判斷旋轉(zhuǎn)電機20的速度是否存在偏差。旋轉(zhuǎn)電機20通常具有12極，每個旋轉(zhuǎn)周期能夠產(chǎn)生36個Vphase信號。
處理器接收中斷信號H sector，SPININT，HOSTINT和DISKINT，按層次，首先響應(yīng)H sector中斷(音圈子任務(wù))，其次是SPININT中斷信號(旋轉(zhuǎn)電機子任務(wù))，然后是HOSTINT或DISKINT中斷信號(數(shù)據(jù)子任務(wù))。相應(yīng)地，當(dāng)脈沖串解調(diào)374檢測到同步脈沖信號，將通過H sector線390向處理器360發(fā)送一個脈沖。一收到H sector信號，處理器360初始化一個伺服程序。處理器360開始讀取寄存器堆366中的格雷碼信息。以確定磁頭58的柱面位置，然后將含有音圈控制信息的數(shù)據(jù)寫到串口362。串口362將數(shù)據(jù)傳送給伺服芯片96。如果格雷碼與所需的磁道位置相符(例如，對磁盤的數(shù)據(jù)讀或?qū)?，處理器通過使能線396使能Z sector電路392。
格雷碼讀完后，處理器360具有A-B和C-D伺服信息。通過處理伺服脈沖串信號，處理器360確定磁頭58相對于磁道中心線的位置。處理器360然后寫數(shù)據(jù)到串口362，再傳送給伺服芯片96。如果處理器360正處于伺服周期，則不再從寄存器堆366中讀取數(shù)據(jù)。
伺服周期結(jié)束后，處理器360接收來自于旋轉(zhuǎn)電路436的任何SPININT中斷信號，計算電機實際轉(zhuǎn)速與電機理論轉(zhuǎn)速的誤差。在最佳實施方案中，處理器記錄每個扇區(qū)的差值并計算每個磁盤旋轉(zhuǎn)周期的平均電機轉(zhuǎn)速差。通常在每個磁盤18旋轉(zhuǎn)周期的索引扇區(qū)，處理器360通過串口362將控制信息寫入伺服芯片96以控制電機20的轉(zhuǎn)速。
旋轉(zhuǎn)周期結(jié)束后，處理器360接收任何HOSTINT或DISKINT中斷信號。如果HOSTINT端是激活的，處理器360從數(shù)據(jù)管理器98的緩存232讀取邏輯地址。處理器360將邏輯地址轉(zhuǎn)換為磁盤上的實際扇區(qū)位置。如果磁頭58不在所需的磁道上，處理器360初始化一個尋道周期。一旦磁頭到達了所需磁道，控制芯片92向數(shù)據(jù)管理芯片98發(fā)送一個Z sector信號，然后數(shù)據(jù)管理芯片與R/W芯片94傳輸數(shù)據(jù)。一個DISKINT信號表明數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束或者表明在數(shù)據(jù)傳輸過程中存在錯誤。當(dāng)錯誤存在時，寄存器堆366設(shè)置一錯誤位。處理器360讀取錯誤位，如果有錯將進行一個錯誤校正程序。
圖13顯示了R/W芯片94的示意圖。R/W芯片94包括一個與控制芯片92中串口362相連的雙向16位同步串口450。串口450通過線454與控制電路452相連?？刂齐娐?52通過線458與多路復(fù)用器456相連。多路復(fù)用器456通過串口450和控制電路452接收控制芯片92的指令，多路復(fù)用器456根據(jù)指令切換磁頭上不同的線路。
R/W芯片94包括一個通過總線464與檢測電路462相連的數(shù)據(jù)端口460。檢測電路462分別通過線466和468與多路復(fù)用器456和控制電路452相連。電路462檢測傳感器所提供的電壓跳變并通過線370向數(shù)據(jù)口246提供數(shù)字輸出。R/W芯片94具有一個與控制器芯片92的伺服選通電路372相連的解碼器472。解碼器472通過線476與伺服脈沖串電路474相連。解碼器472響應(yīng)接收到的選通脈沖使能伺服脈沖串電路474。脈沖串電路474通過線350和352向伺服芯片96提供伺服信號A-B和C-D。
在最佳實施方案中，R/W芯片94是一片同Silicon Sys-tem Inc.(SSI)的32P4730相似的集成電路。前置放大芯片是TI的TLV2234。
圖14a-g是磁盤驅(qū)動器典型運行序列的流程圖。在過程框500中，主機212向磁盤驅(qū)動器發(fā)出一個將數(shù)據(jù)寫入邏輯地址A0-A63的請求。磁頭位于磁盤一個扇區(qū)的后部。在框502中，數(shù)據(jù)管理芯片98將來自主機的物理地址和數(shù)據(jù)存入緩存RAM232，并激活HOSTINT中斷信號。當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時，扇區(qū)中伺服區(qū)接近磁頭。在框404中，定時電路382中的查詢定時器到時，并分別向脈沖串解調(diào)電路374和處理器360發(fā)出查詢信號和H sector信號。AGC電路也被使能向R/W芯片94提供控制信號以初始化框506中的自動增益控制。
通過一條并行線路，伺服芯片96的旋轉(zhuǎn)電機控制電路產(chǎn)生一個由框508中的控制芯片92的旋轉(zhuǎn)電路436接收的Vphase信號。旋轉(zhuǎn)電路436向處理器360提供一個SPININT中斷信號，并初始化框510中的一個內(nèi)部時鐘。旋轉(zhuǎn)電路436還對寄存器堆366進行讀取以確定Vphase信號和產(chǎn)生Vcomm信號的時間間隔。在框512中，旋轉(zhuǎn)電路336在預(yù)定時間間隔后產(chǎn)生Vcomm。
在框506后，脈沖串解調(diào)電路374從R/W芯片94讀取原始數(shù)據(jù)，并在檢測到框514中的同步脈沖后立即使能格雷碼電路370。在框516中，脈沖串解調(diào)電路374禁止格雷碼電路370，并使能向R/W芯片94提供伺服選通脈沖的伺服選通電路372。R/W芯片94向框518中的伺服芯片96提供伺服信號A-B和C-D。伺服芯片96將模擬選通信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字選通信號，數(shù)字選通信號被傳送給控制器芯片92，并存儲在框518和520的寄存器堆366中。在框522中，伺服脈沖的ID區(qū)接著存儲在寄存器堆366中。
在過程框524中，處理器360接收到H sector中斷信號。在判斷框526中，處理器360判斷磁盤驅(qū)動器是否處于尋道周期。如果驅(qū)動器處于尋道周期，在過程框528中，處理器從存有格雷碼信息的寄存器堆366中讀取數(shù)據(jù)。在框530-531中，處理器360將格雷碼與所需磁道位置進行比較，計算尋道電流，產(chǎn)生一個寫命令，將寫命令通過串口274和362傳送給伺服芯片96。如果磁盤處于伺服周期，在框534中，處理器360從存有伺服脈沖串信息的寄存器堆366中讀取數(shù)據(jù)。在框537-538中，伺服脈沖串信息用來判斷磁頭58是否位于磁道的中心線，并得到音圈的校正命令。在框532中，處理器360產(chǎn)生一個包含音圈控制數(shù)據(jù)的寫命令，通過串口送給伺服芯片96。數(shù)字音圈控制數(shù)據(jù)通過伺服芯片的DAC轉(zhuǎn)換為模擬音圈控制數(shù)據(jù)，使音圈移動組件的驅(qū)動臂和磁頭。
在框538中，處理器260接收SPININT中斷信號，如果其存在的話。在過程框540中，處理器360讀取處理器內(nèi)部定時器和旋轉(zhuǎn)電路436的Vcomm定時器，計算Vphase信號的時間間隔，并將其加入累積時間中。根據(jù)判斷框542，如果中斷的次數(shù)等于一個周期，將計算一個旋轉(zhuǎn)校正命令，在框544和546中，處理器360通過串口向伺服芯片96提供一個寫命令。旋轉(zhuǎn)校正命令通過基準(zhǔn)時間與累積時間的差值求得。在框547中累積時間被置0。為旋轉(zhuǎn)電路436以后的使用，一個新的時間間隔存放在寄存器堆366中。寫命令被傳送給伺服芯片，伺服芯片將其轉(zhuǎn)換為模擬信號，并把模擬信號提供給旋轉(zhuǎn)電機控制電路。如果中斷的次數(shù)不等于一個周期，在框548中，累積時間被處理器360存放。
在過程框550中，處理器360從數(shù)據(jù)管理器98接收HOSTINT中斷信號。然后在過程框552中，處理器360從數(shù)據(jù)管理器98的緩存332讀取物理地址，從寄存器堆366中讀取ID區(qū)數(shù)據(jù)。在框554中，處理器360將物理地址轉(zhuǎn)換為實際扇區(qū)位置。根據(jù)判斷框556，如果磁頭58不在實際扇區(qū)之上，在過程框558中，處理器360初始化一個尋道周期，并產(chǎn)生給伺服芯片96的寫命令以移動音圈。驅(qū)動臂將被移動，直到磁頭處于正確的磁道。處理器360將不斷地讀取格雷碼，直到實際扇區(qū)的位置與磁頭相鄰。在框560中，處理器360使能Z sector電路392，電路392在扇區(qū)的伺服區(qū)結(jié)束后能激活Z sector端。Z sector端的激活初始化從數(shù)據(jù)管理器98到R/W芯片的數(shù)據(jù)寫入，在過程框562中，R/W芯片將數(shù)據(jù)寫入扇區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)。
雖然本文對上述示范性的實施方案結(jié)合插進意行了說明，但是可以理解此實施方案僅僅是圖示性的，不受本發(fā)明的限制，而且此發(fā)明并不受所示的實施例和結(jié)構(gòu)的限制，因此可以對一些技術(shù)上成熟的部分進行修改。
權(quán)利要求
1.一個硬盤驅(qū)動器，包括一個具有第一端和第二端的殼體；位于上述殼體中的第一磁盤；位于上述殼體中的第二磁盤；位于上述殼體中的第三磁盤；一個用于旋轉(zhuǎn)上述磁盤組的旋轉(zhuǎn)電機；一個連在上述磁盤組上的驅(qū)動臂組件；一個位于上述磁盤組和上述殼體的上述第一端之間的印刷電路板；一個安裝在上述印刷電路板上的控制器芯片；一個安裝在上述印刷電路板上的數(shù)據(jù)管理芯片；一個安裝在上述印刷電路板上的讀/寫芯片和一個安裝在上述印刷電路板上的伺服模塊芯片。
2.權(quán)利要求1中所述的硬盤驅(qū)動器，還包括一個安裝在上述印刷電路板上的前置放大芯片。
3.權(quán)利要求1中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述旋轉(zhuǎn)電機包括一個主軸，一個輪轂和一個安裝在上述主軸和上述輪轂上的錐形軸承。
4.權(quán)利要求1中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體包括一個蓋板，一個底板，上述蓋板和上述底板用C形截面的緊固件相連。
5.權(quán)利要求1中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述驅(qū)動臂組件包括一個驅(qū)動臂，上述驅(qū)動臂具有一個伸入一個軸承座V形溝槽的滾珠軸承，上述滾珠軸承用一個軸承安裝部件和上述軸承座相連。
6.權(quán)利要求1中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體的厚度大約為10mm。
7.權(quán)利要求6中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體的寬度大約為54mm，長度大約為85mm.
8.一個便攜式硬盤驅(qū)動卡，包括一個具有第一端和第二端的殼體；一個位于上述殼體的上述第一端的連接器；位于上述殼體中的第一磁盤；位于上述殼體中的第二磁盤；位于上述殼體中的第三磁盤；一個用于旋轉(zhuǎn)上述磁盤組的旋轉(zhuǎn)電機；一個連在上述磁盤組上的驅(qū)動臂組件；一個位于上述磁盤組和上述殼體的上述第一端之間的印刷電路板；一個安裝在上述印刷電路板上的控制芯片；一個安裝在上述印刷電路板上的數(shù)據(jù)管理芯片；一個安裝在上述印刷電路板上的讀/寫芯片和一個安裝在上述印刷電路板上的伺服模塊芯片。
9.權(quán)利要求8中所述的硬盤驅(qū)動卡，還包括一個裝在上述印刷電路板的前置放大芯片。
10.權(quán)利要求8中所述的硬盤驅(qū)動卡，其中上述旋轉(zhuǎn)電機包括一個主軸，一個輪轂和一個安裝在上述主軸和上述輪轂上的錐形軸承。
11.權(quán)利要求8中所述的硬盤驅(qū)動卡，其中上述殼體包括一個蓋板，一個底板，上述蓋板和上述底板用C形截面的緊固件相連。
12.權(quán)利要求8中所述的硬盤驅(qū)動卡，其中上述驅(qū)動臂組件包括一個驅(qū)動臂，上述驅(qū)動臂具有一個伸入一個軸承座V形溝槽的滾珠軸承，上述滾珠軸承用一個軸承安裝部件和上述軸承座相連。
13.權(quán)利要求8中所述的硬盤驅(qū)動卡，其中上述殼體的厚度大約為10mm。
14.權(quán)利要求13中所述的硬盤驅(qū)動卡，其中上述殼體的寬度大約為54mm，長度大約為85mm.
15.一個能安裝在外部設(shè)備上的硬盤驅(qū)動器，包括具有第一端和第二端的殼體裝置；用于存儲數(shù)據(jù)的第一磁盤裝置；用于存儲數(shù)據(jù)的第二磁盤裝置；用于存儲數(shù)據(jù)的第三磁盤裝置；用于旋轉(zhuǎn)上述磁盤組的旋轉(zhuǎn)電機裝置；用于和上述磁盤傳輸信息的的驅(qū)動臂組件裝置；用于和上述外部設(shè)備傳輸信息的數(shù)據(jù)管理裝置；用于在上述驅(qū)動臂組件裝置和上述數(shù)據(jù)管理裝置之間傳輸信息的讀/寫裝置；用于控制上述驅(qū)動臂組件裝置和上述旋轉(zhuǎn)電機裝置的伺服模塊裝置；用于控制上述數(shù)據(jù)管理裝置，上述讀/寫裝置和上述伺服模塊裝置的控制裝置；用于支持上述控制裝置，上述數(shù)據(jù)管理裝置，上述讀/寫裝置和上述伺服模塊裝置的印刷電路板裝置，上述印刷電路板位于上述磁盤裝置和上述殼體的上述第一端之間。
16.權(quán)利要求15中所述的硬盤驅(qū)動器，還包括一個前置放大裝置，用于放大來自驅(qū)動臂組件裝置的信號，上述前置放大裝置安裝在上述印刷電路板上。
17.權(quán)利要求15中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述旋轉(zhuǎn)電機裝置包括一個主軸，一個輪轂和一個安裝在上述主軸和上述輪轂上的錐形軸承。
18.權(quán)利要求15中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體裝置包括一個蓋板，一個底板，上述蓋板和上述底板用C形截面的緊固件相連。
19.權(quán)利要求15中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述驅(qū)動臂組件裝置包括一個驅(qū)動臂，上述驅(qū)動臂具有一個伸入一個軸承座V形溝槽的滾珠軸承，上述滾珠軸承用一個軸承安裝部件和上述軸承座相連。
20.權(quán)利要求15中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體裝置的厚度大約為10mm。
21.權(quán)利要求20中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體裝置的寬度大約為54mm，長度大約為85mm。
22.一個能安裝在外部設(shè)備上的便攜式硬盤驅(qū)動卡包括具有第一端和第二端的殼體裝置；位于上述殼體的上述第一端的連接裝置；用于存儲數(shù)據(jù)的第一磁盤裝置；用于存儲數(shù)據(jù)的第二磁盤裝置；用于存儲數(shù)據(jù)的第三磁盤裝置；用于旋轉(zhuǎn)上述磁盤組的旋轉(zhuǎn)電機裝置；用于和上述磁盤傳輸信息的的驅(qū)動臂組件裝置；用于和上述外部設(shè)備傳輸信息的數(shù)據(jù)管理裝置；用于在上述驅(qū)動臂組件裝置和上述數(shù)據(jù)管理裝置之間傳輸信息的讀/寫裝置；用于控制上述驅(qū)動臂組件裝置和上述旋轉(zhuǎn)電機裝置的伺服模塊裝置；用于控制上述數(shù)據(jù)管理裝置，上述讀/寫裝置和上述伺服模塊裝置的控制裝置；用于支持上述控制裝置，上述數(shù)據(jù)管理裝置，上述讀/寫裝置和上述伺服模塊裝置的印刷電路板裝置，上述印刷電路板位于上述磁盤裝置和上述殼體的上述第一端之間。
23.權(quán)利要求22中所述的硬盤驅(qū)動器，還包括一個前置放大裝置，用于放大來自驅(qū)動臂組件裝置的信號，上述前置放大裝置安裝在上述印刷電路板上。
24.權(quán)利要求22中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述旋轉(zhuǎn)電機裝置包括一個主軸，一個輪轂和一個安裝在上述主軸和上述輪轂上的錐形軸承。
25.權(quán)利要求22中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體裝置包括一個蓋板，一個底板，上述蓋板和上述底板用C形截面的緊固件相連。
26.權(quán)利要求22中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述驅(qū)動臂組件裝置包括一個驅(qū)動臂，上述驅(qū)動臂具有一個伸入一個軸承座V形溝槽的滾珠軸承，上述滾珠軸承用一個軸承安裝部件和上述軸承座相連。
27.權(quán)利要求22中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體裝置的厚度大約為10mm。
28.權(quán)利要求27中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體裝置的寬度大約為54mm，長度大約為85mm。
29.一個能安裝在外部設(shè)備上的硬盤驅(qū)動器包括一個厚度大約為10mm的殼體；位于上述殼體中的第一磁盤；位于上述殼體中的第二磁盤；位于上述殼體中的第三磁盤；一個用于旋轉(zhuǎn)上述磁盤組的旋轉(zhuǎn)電機；一個連在上述磁盤組上的驅(qū)動臂組件；電子裝置，用于在上述磁盤和外部設(shè)備之間傳輸信息，以及用于控制上述驅(qū)動臂組件裝置和上述旋轉(zhuǎn)電機裝置，上述電子裝置位于上述殼體中。
30.權(quán)利要求29中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體的寬度大約為54mm，長度大約為85mm.
31.權(quán)利要求29中所述的硬盤驅(qū)動器，其中電子裝置包括，用于與外部設(shè)備傳輸信息的數(shù)據(jù)管理裝置，用于在上述驅(qū)動臂組件裝置和上述數(shù)據(jù)管理裝置之間傳輸信息的讀/寫裝置，用于控制上述驅(qū)動臂組件裝置和上述旋轉(zhuǎn)電機裝置的伺服模塊裝置，用于控制上述數(shù)據(jù)管理裝置，上述讀/寫裝置和上述伺服模塊裝置的控制裝置。
32.權(quán)利要求29中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述旋轉(zhuǎn)電機裝置包括一個主軸，一個輪轂和一個安裝在上述主軸和上述輪轂上的錐形軸承。
33.權(quán)利要求29中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體裝置包括一個蓋板，一個底板，上述蓋板和上述底板用C形截面的緊固件相連。
34.權(quán)利要求29中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述驅(qū)動臂組件裝置包括一個驅(qū)動臂，上述驅(qū)動臂具有一個伸入一個軸承座V形溝槽的滾珠軸承，上述滾珠軸承用一個軸承安裝部件和上述軸承座相連。
35.權(quán)利要求30中所述的硬盤驅(qū)動器，其中電子裝置包括，用于與外部設(shè)備傳輸信息的數(shù)據(jù)管理裝置，用于在上述驅(qū)動臂組件裝置和上述數(shù)據(jù)管理裝置之間傳輸信息的讀/寫裝置，用于控制上述驅(qū)動臂組件裝置和上述旋轉(zhuǎn)電機裝置的伺服模塊裝置，用于控制上述數(shù)據(jù)管理裝置，上述讀/寫裝置和上述伺服模塊裝置的控制裝置。
36.權(quán)利要求35中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述旋轉(zhuǎn)電機裝置包括一個主軸，一個輪轂和一個安裝在上述主軸和上述輪轂上的錐形軸承。
37.權(quán)利要求36中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述殼體裝置包括一個蓋板，一個底板，上述蓋板和上述底板用C形截面的緊固件相連。
38.權(quán)利要求37中所述的硬盤驅(qū)動器，其中上述驅(qū)動臂組件裝置包括一個驅(qū)動臂，上述驅(qū)動臂具有一個伸入一個軸承座V形溝槽的滾珠軸承，上述滾珠軸承用一個軸承安裝部件和上述軸承座相連。
39.權(quán)利要求29中所述的硬盤驅(qū)動器，其中包括一個位于上述殼體的一端的連接器。
全文摘要
一個具有三個磁盤符合Ⅲ型PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的硬盤驅(qū)動器。
文檔編號G11B25/04GK1131996SQ94192692
公開日1996年9月25日 申請日期1994年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月8日
發(fā)明者愛倫·卡西歐, 卡特·布魯納, 哈羅德·比克羅夫特, 拉里·哈特希爾, 杰夫·里赫, 羅伯特·梅茨 申請人:麥克斯特公司