专利名称：在用于数字视频录像机的硬盘驱动器中的改进的润滑剂分布的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种视频录像机，具体地，涉及一种数字视频录像机(DVR)。
背景技术：
数字视频录像机(DVR)的硬盘典型地包括浅盘(platter)上的润滑剂，用于防 止直接的磁头接触和磨损。具体地，如果读/写磁头在一个位置处停留时间过长，则该读 /写磁头能够向下穿过润滑剂，以与浅盘直接接触或在润滑剂中产生沟槽(rut)或薄弱点 (thin spot)，这导致损坏和过早故障。参考图l，例如，示出了在数字视频录像机中使用的 硬盘驱动器10的侧视图。硬盘驱动器10包括浅盘ll，在浅盘11上沉积了润滑剂层12。 当读/写磁头在一个位置处停留时间过长时，可以在润滑剂层中形成一个或更多薄弱点 13(沟槽)。 大多数DVR包括被设计用于防止这种损坏的固件例程。然而，当前的磁盘固件典 型地依靠较大的空闲时间周期，以便执行这种内务(houseke印ing)操作。空闲时间是不对 磁盘执行读或写的时间。内务操作通常包括在浅盘上搜索磁头以重新分布润滑剂。当前的 固件例程需要几秒或几分钟的空闲时间来执行这种内务例程。针对DVR应用的这种方法的 缺点是绝不会存在较大的空闲时间周期，因此内务例程从不会运行，这导致早期磨损和故 障。
发明内容
本发明针对一种在个人视频录像机(PVR)的读/写操作期间利用空闲时间的方 法。对读/写操作期间的空闲时间进行预测，然后使用这种空闲时间来执行硬盘维护功能。
图1是数字视频录像机中使用的硬盘驱动器的侧视图，所述硬盘驱动器在润滑剂 层中包括薄弱点； 图2A-2B是硬盘驱动器的浅盘的侧视图和顶视图；
图3是数字视频录像机的稳态读/写/空闲定时操作；
图4是数字视频录像机的读/写/空闲定时操作的流程图。
具体实施例方式
本发明针对利用在DVR操作期间可用的有限空闲时间。尽管空闲时间可以在几十到几百毫秒的量级上，然而由于个人视频录像机(PVR)产品在近似50%占空比处将达到稳 定的操作状态，所以空闲时间在其定时方面将是完全可预测的。可以使用一种算法来跟踪 当前操作，以便预测将何时发生下一个空闲周期以及该空闲周期将持续多久。然后，在给定 预期空闲周期的持续时间的限制的情况下，将使用该信息来触发磁头查找。磁头将尽可能 远地移动，以使得该磁头可以在空闲时间周期的预测结束之前移出并回到其先前的位置。 由于可能没有时间来在整个浅盘上查找，所以可以使用在当前位置每一侧的交替的较短查 找。 这种方法的优点是，在另外不会使用的空闲周期期间将发生某种润滑剂分布。算 法牺牲了理想的全表面搜索来进行较短搜索，这与根本不执行内务时相比显著地改进了润 滑剂分布。 所有的现代硬盘驱动器(HDD)都在介质与磁头之间使用润滑剂。该层可以是微薄 的。如果强制HDD使磁头保持位于在单个磁道柱面(cylinder)上，则润滑剂开始在磁头上 累积并将相对于磁头的侧面生成隔墙。这可以最终导致设备故障。 大多数HDD包括将在空闲周期期间随机地重新定位磁头的固件。然而，设计不好 的中间件能够迫使磁头停放在给定磁道柱面上并使自动的磨损水平测量功能失效。很难以 驱动器代码方解决这种问题而不影响总体性能。每个驱动器制造商将具有潜在不同的规则 和/或需求以实现磁盘磨损水平测量。 小的计算机磁盘驱动器通常需要停留时间以使磁盘磁头广泛地分散在磁盘表面。 这种移动甚至支持磁盘表面润滑剂的分散。通常，通过远离当前磁头位置进行的多次磁盘 柱面搜索来实现磁盘磨损水平测量。 针对STB市场的一个挑战是某些STB实现始终向单个磁盘上记录，以实现技巧 (trick)模式类型功能。在没有STB软件提示的情况下，磁盘驱动器很少有机会或没有机 会自动搜索其他地方以实现内部水平测量算法。具体地，到目前为止，典型的STB并没有扩 展磁盘驱动器搜索时间或传送速率能力，所以可能需要STB软件提供可以实现磨损水平测 量机会或对磨损水平测量机会作出提示的提示或特定搜索命令。假定并不强调磁盘驱动能 力，则可以剩余足够的时间来使驱动器搜索其他地方，从而帮助磨损水平测量。磨损水平测 量包括两个主要问题。润滑剂分布以及扇区写周期分布。 当前的硬盘利用使磁头接近浅盘容限进行操作。浅盘包含润滑剂薄层，所述润滑 剂薄层由于正常操作期间在浅盘表面上的磁头搜索而正常地保持均匀分布在浅盘上。如果 磁头在一个区域中停留时间过长，则该润滑剂薄层会被磨损，使得磁头物理上与浅盘接触， 从而损坏。 当前的驱动器具有内置算法，所述内置算法在驱动器在通常以分钟(有时是5分 钟)来度量的时间周期内保持空闲的情况下，使磁头在浅盘上循环(cycle)以重新分布润 滑剂。大多数当前算法依赖于以下事实HD将具有不具活动性的空闲周期，驱动器然后可 以利用该空闲周期来执行内务工作。 由于从暂停的缓冲器的恒定读和写使得DVR产品绝不会具有空闲周期。在这些情 况下，用于分散润滑剂的内务算法短路，并且绝不会有机会执行。 DVR应用始终以 50%占空比进行读和写。存在空闲周期，但是这些空闲周期太 短以至于当前内务算法无法进行检测和使用。能够开发对这些短的空闲周期的定时进行感测、以及使用该时间来搜索磁头、以及对润滑剂进行分布而不干扰操作的新算法。
参考图2A-2B，示出了硬盘驱动器100的侧视图和顶视图。硬盘驱动器100包括浅 盘(未示出)、磁盘介质110、读/写磁头112、主轴马达114、读/写枢轴臂116、柔性电路 117、音圈磁体120以及逻辑电路板122。 读/写磁头112附着到读/写枢轴臂116。在磁盘驱动器的读/写操作期间，臂 116使磁头112在磁盘介质110的表面上移动。 本发明针对利用在读/写操作期间可用的有限空闲时间。在读/写操作期间，读 /写磁头112的空闲时间可以在几十到几百毫秒的量级上。参考图3，图3是数字视频录像 机的稳态读/写/空闲定时操作的示例。读时间205散置于写时间200与空闲时间210之 间。 由于个人视频录像机(PVR)产品将在近似50%的占空比处达到稳定的操作状态， 所以空闲时间200也将是完全可预测的。可以使用一种算法来跟踪全范围的读/写操作 125，以便预测将在何时发生空闲周期以及该空闲周期将持续多久。然后，在给定了预期空 闲周期的持续时间的限制的情况下，将使用该信息来触发空闲搜索范围130。磁头将尽可能 远地移动，以使得该磁头可以在空闲时间周期的预测结束之前移出并回到其先前的位置。 由于可能没有时间来在全浅盘上搜索，所以可以使用在当前磁头位置每移侧上的交替的较 短搜索。 图4以逐步的方式示出了本发明的方法。最初，跟踪PVR的读/写操作305。基于 该跟踪，使用一种算法来预测读/写空闲时间的出现310。关于空闲时间以及磁盘上应当执 行维护的位置来识别读/写磁头的位置315。基于读/写磁头的位置、空闲周期的持续时 间、以及磁盘上需要执行维护的位置，来发起维护空闲周期320。执行硬盘维护325。此后， 重新开始PVR的读/写操作330。可以重复步骤310-330。 已经描述了多种实现方式。然而，将理解，可以进行各种修改。例如，可以组合、补 充、修改、或去除不同实现方式的单元，以产生其他实现方式。此外，本领域普通技术人员将 理解，可以用其他结构或过程来替代所公开的这些结构和过程，并且所得到的实现方式将 与所公开的实现方式相比以至少实质上相同的方式执行至少实质上相同的功能，以实现至 少实质上相同的结果。相应地，这些和其他实现方式均在权利要求的范围之内。
权利要求
一种操作读/写设备的方法，包括以下步骤基于读/写操作来预测针对读/写磁头的空闲时间；识别出硬盘上需要维护的位置；以及基于所述空闲时间的持续时间以及所述读/写磁头在所述硬盘上的位置来在所述硬盘上执行维护。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，在执行磁盘维护之后重新开始所述读/写操作。
3. 根据权利要求l所述的方法，其中，重复执行步骤。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，在预测空闲时间之前跟踪所述读/写操作。
全文摘要
本发明描述了一种利用在个人视频录像机(PVR)的读/写操作期间的空闲时间的方法。预测在读/写操作期间的空闲时间，然后使用这样的空闲时间来执行硬盘维护功能。
文档编号G11B5/55GK101779237SQ200880102423
公开日2010年7月14日 申请日期2008年7月15日 优先权日2007年8月22日
发明者威廉·查尔斯·凯斯特 申请人:汤姆森许可贸易公司