(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

R Z E C Z PO SPO L IT A PO LSKA U rząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (2 1 ) Numer zgłoszenia: 317468 (2 2 ) Data zgłoszenia. 01.06.1995 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego. 01.06.1995, PCT/GB95/01261 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 14.12.1995, WO95/34070, PCT Gazette nr 53/95 (11) 177399 (13) B1 (51) Int.Cl.6. G11B 19/00 G11B 19/06 G11B 19/20 Sposób i urządzenie do zmniejszania poboru mocy napędu (54) dysków pamięciowych optycznych komputera (30) Pierwszeństwo: 03.06.1994,US,08/253650 (73) Uprawniony z patentu: I N T E R N A T I O N A L B U S I N E S S M A C H I N E S C O R P O R A T I O N, A r m o n k, U S (43) Zgłoszenie ogłoszono: 14.04.1997 BUP 08/97 ( 7 2 ) Twórcy wynalazku: D w i g h t Q. N e l s o n, T u c s o n, U S D a n i e l J. W i n k a r s k i, T u c s o n, U S (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.11.1999 WUP 11/99 (74) Pełnomocnik: P a l k a G r a ż y n a, P O L S E R V I C E PL 177399 B1 1 Sposób zmniejszania poboru mocy napędu dysków (57) pamięciowych optycznych komputera, w którym odczytuje się dane przez głowicę, którą wprowadza się w ruch przez układ uruchamiający względem nośnika dyskowego mającego obwód zewnętrzny i zamontowanego podczas użytkowania w napędzie dyskowym z silnikiem obrotowym, przy pomocy którego obraca się nośnik dyskowy z m ierzalną prędkością kątową, sterowaną przez moduł sterowania trzpieniem obrotowym silnika, dołączony do mikroprocesora z zegarem, dla zachowania zasadniczo stałej prędkości liniowej nośnika dyskowego względem głowicy znam ienny tym, że określa się, czy napęd dyskowy jest nieaktywny i wysyła się sygnał wyszukiwania do układu uruchamiającego głowicę, przez co przemieszcza się głowicę na ścieżkę nośnika dyskowego najbliższą obwodowi zewnętrznemu nośnika dyskowego, jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny, skutkiem czego zmniejsza się prędkość kątową dysku dla zachowania prędkości liniowej nośnika dyskowego względem głowicy przy najmniejszym poziomie, przy którym nadal odczytuje się dane lub zapisuje się dane na nośniku dyskowym przy pomocy głowicy. 5 Urządzenie do zm niejszania poboru mocy napędu dysków pamięciowych optycznych komputera, w którym napęd dyskowy ma głowicę odczytu danych, do której jest dołączony układ uruchamiający głowicę odczytu danych z nośnika dyskowego mającego obwód zewnętrzny i zamontowanego przy użytkowaniu w napędzie dyskowy m, układ uruchamiający głowicę jest dołączony do mikroprocesora połączonego z zegarem i silnikiem obrotowym poprzez moduł sterowania trzpieniem obrotowym silnika, znam ienne tym, że pomiędzy modułem sterowania (16) trzpieniem obrotowym i zegarem (11) jest włączony mikroprocesor (12) wyposażony w pamięci (13, 15) z mikroprogramem (14) do dostarczania sygnału wyszukiwania do układu uruchamiającego (17) głowicę (23) dla przemieszczania głowicy (23) na ścieżkę (32) dysku (30) najbliższą obwodowi zewnętrznemu (36) dysku (30), jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny FIG 1

Sposób i urządzenie do zmniejszania poboru mocy napędu dysków pamięciowych optycznych komputera Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób zmniejszania poboru mocy napędu dysków pamięciowych optycznych komputera, w którym odczytuje się dane przez głowicę, którą wprowadza się w ruch przez układ uruchamiający względem nośnika dyskowego mającego obwód zewnętrzny i zamontowanego podczas użytkowania w napędzie dyskowym z silnikiem obrotowym, przy pomocy którego obraca się nośnik dyskowy z mierzalną prędkością kątową, sterowaną przez moduł sterowania trzpieniem obrotowym silnika, dołączony do mikroprocesora z zegarem, dla zachowania zasadniczo stałej prędkości liniowej nośnika dyskowego względem głowicy, znamienny tym, że określa się, czy napęd dyskowy jest nieaktywny i wysyła się sygnał wyszukiwania do układu uruchamiającego głowicę, przez co przemieszcza się głowicę na ścieżkę nośnika dyskowego najbliższą obwodowi zewnętrznemu nośnika dyskowego, jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny, skutkiem czego zmniejsza się prędkość kątową dysku dla zachowania prędkości liniowej nośnika dyskowego względem głowicy przy najmniejszym poziomie, przy którym nadal odczytuje się dane lub zapisuje się dane na nośniku dyskowym przy pomocy głowicy. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny, przemieszcza się głowicę na obwód zewnętrzny nośnika dyskowego, następnie wysyła się sygnał wyszukiwania do układu uruchamiającego głowicę, przez co przemieszcza się głowicę ze ścieżki obwodu zewnętrznego na ścieżkę odpowiadającą umiejscowieniu danych, w odpowiedzi na rozkaz odczytu danych. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny, przemieszcza się głowicę do obwodu zewnętrznego nośnika dyskowego, następnie zmniejsza się prędkość kątową aż silnik obrotowy przestanie obracać się, jeżeli napęd dyskowy pozostaje nieaktywny przez określony okres czasu. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny przez określony okres czasu, zmniejsza się prędkość kątową aż silnik obrotowy przestanie obracać się, następnie zwiększa się prędkość kątową silnika obrotowego i wysyła się sygnał wyszukiwania do układu uruchamiającego głowicę, przez co przemieszcza się głowicę ze ścieżki obwodu zewnętrznego na ścieżkę odpowiadającą umiejscowieniu danych, w odpowiedzi na rozkaz odczytu danych. 5. Urządzenie do zmniejszania poboru mocy napędu dysków pamięciowych optycznych komputera, w którym napęd dyskowy ma głowicę odczytu danych, do której jest dołączony układ uruchamiający głowicę odczytu danych z nośnika dyskowego mającego obwód zewnętrzny i zamontowanego przy użytkowaniu w napędzie dyskowym, układ uruchamiający głowicę jest dołączony do mikroprocesora połączonego z zegarem i silnikiem obrotowym poprzez moduł sterowania trzpieniem obrotowym silnika, znamienne tym, że pomiędzy modułem sterowania (16) trzpieniem obrotowym i zegarem (11) jest włączony mikroprocesor (12) wyposażony w pamięci (13, 15) z mikroprogramem (14) do dostarczania sygnału wyszukiwania do układu uruchamiającego (17) głowicę (23) dla przemieszczania głowicy (23) na ścieżkę (32) dysku (30) najbliższą obwodowi zewnętrznemu (36) dysku (30), jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny. * * *

177 399 3 Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do zmniejszania poboru mocy napędu dysków pamięciowych optycznych komputera, w których prędkość obrotowa jest regulowana, zwłaszcza do zmniejszania poboru mocy napędu dyskowego o stałej prędkości liniowej, z wieloma prędkościami. Znane jest, że zmniejszenie poboru mocy przez komputery i urządzenia peryferyjne pomaga w oszczędzeniu energii, a także umożliwia zmniejszenie wymiarów stosowanego zasilacza. Mniejszy zasilacz jest szczególnie korzystny w komputerach przenośnych, na przykład komputerach laptop i notebook. Znany jest z opisu patentowego USA nr 4 783 706 system zmniejszania napięcia dostarczanego do unoszącego głowicę silnika napędu komputera, gdy żaden nośnik zapisu nie jest wprowadzony do napędu dysku. Jednak gdy nośnik zapisu jest w napędzie dysku, wówczas przy użyciu tego sposobu nie można zaoszczędzić żadnej mocy. Znany jest z opisu patentowego USA nr 5 197 055 system wirowania z zatrzymaniem nośnika zapisu, gdy napęd dysku był nieczynny przez określony okres czasu, co powoduje oszczędność mocy. Jednak występuje znaczne opóźnienie, gdy jest potrzebne zwiększenie obrotów dysku tak, żeby osiągnąć operacyjną prędkość obrotową. Znany jest z opisu patentowego USA nr 4 987 502 system swobodnego wyboru kolejnych ścieżek dysku, stosowany do zmniejszania poboru mocy przez głowicę. System zlicza okresy stanu nieaktywnego w celu określenia, kiedy przesunąć głowicę. Po osiągnięciu określonej maksymalnej liczby okresów stanu nieaktywnego, system wykorzystuje sterownik do zatrzymania obracającego się dysku. Zatrzymanie obracającego się dysku ma taki sam wpływ na pobór mocy, jak sposób wirowania z zatrzymaniem, przedstawiony w opisie patentowym USA nr 5 197 055 i występuje także znaczne opóźnienie przy osiąganiu prędkości operacyjnej po zatrzymaniu. Znane są także podobne sposoby i urządzenia do przemieszczania głowicy w celu zmniejszenia poboru mocy, przedstawione w opisach patentowych USA nr 5 050 015 i 5 117 315. Opis patentowy USA nr 5 050 015 przedstawia system przesuwania głowicy na ścieżkę spoczynkową lub obszar na zewnątrz obszaru użytkowego ścieżek magnetycznych. Położenie ścieżki i czas oczekiwania zależą od tego, które ścieżki są odczytywane najczęściej, ponieważ celem jest zmniejszenie poboru mocy. Układ sterowania jest zatrzymywany i uruchamiany w celu uzyskania przemieszczenia. Niekorzystnie zatrzymanie i uruchomienie elektronicznego układu sterowania powoduje większy pobór mocy. Opis patentowy USA nr 5 117 315 przedstawia system przemieszczania głowicy, gdy procesor wykrywa obecność lub brak obracania się dysku. System jest zdolny do zmniejszenia poboru mocy przez nieznaczne przemieszczenie głowicy o dwie lub trzy ścieżki oraz podniesienie głowicy, gdy dysk jest uruchamiany. Moc jest oszczędzana przez zmniejszenie oporu głowicy nieumyślnie stykającej się z dyskiem przy rozruchu, jednak urządzenie i sposób nie są użyteczne przy oszczędzaniu mocy, gdy dysk znajduje się już w ruchu. Znane są z opisu patentowego USA nr 4 658 308 sposób i urządzenie do przesuwania głowicy do bezpiecznego położenia pierwotnego przez sterowanie mikroprocesorem, gdy jest wyczuwane, że dostarczanie mocy do obracającego się dysku ma być przerwane. Nieznaczne oszczędności mocy są prawdopodobnie uzyskiwane przez zmniejszenie jakichkolwiek niekorzystnych oporów, które wystąpiłyby, gdyby głowica zakłócała obroty dysku. Jednak sposób i urządzenie są nieskuteczne do zmniejszenia poboru mocy, gdy dysk obraca się podczas właściwego działania. Skróty opisów japońskich, przedstawione w tomie 15, nr 220, /P-1211/, 5 czerwca 1991, przedstawiają sposób zmniejszania poboru mocy nieruchomego dysku magnetycznego komputera. Określa on, czy nie było tam żadnego dostępu do dysku w ustalonym czasie. Jeżeli nie było dostępu, następuje przesunięcie głowicy magnetycznej do ścieżki zewnętrznej dysku magnetycznego i przy użyciu dodatkowego układu sterowania prędkością, zmniejszenia prędkości obrotowej dysku o minimalnej wymaganej ilości obrotów.

4 177 399 Europejskie zgłoszenie patentowe nr 0 364 222 przedstawia sposób, w którym zmniejsza się liczbę obrotów twardego dysku tak, że dysk przestaje obracać się po określonym czasie. Sposób według wynalazku polega na tym, że określa się, czy napęd dyskowy jest nieaktywny i wysyła się sygnał wyszukiwania do układu uruchamiającego głowicę, przez co przemieszcza się głowicę na ścieżkę nośnika dyskowego najbliższą obwodowi zewnętrznemu nośnika dyskowego, jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny, skutkiem czego zmniejsza się prędkość kątową dysku dla zachowania prędkości liniowej nośnika dyskowego względem głowicy przy najmniejszym poziomie, przy którym nadal odczytuje się dane lub zapisuje się dane na nośniku dyskowym przy pomocy głowicy. Korzystnie, jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny, przemieszcza się głowicę na obwód zewnętrzny nośnika dyskowego, następnie wysyła się sygnał wyszukiwania do układu uruchamiającego głowicę, przez co przemieszcza się głowicę ze ścieżki obwodu zewnętrznego na ścieżkę odpowiadającą umiejscowieniu danych, w odpowiedzi na rozkaz odczytu danych. Korzystnie, jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny, przemieszcza się głowicę do obwodu zewnętrznego nośnika dyskowego, następnie zmniejsza się prędkość kątową, aż silnik obrotowy przestanie obracać się, jeżeli napęd dyskowy pozostaje nieaktywny przez określony okres czasu. Korzystnie, jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny przez określony okres czasu, zmniejsza się prędkość kątową, aż silnik obrotowy przestanie obracać się, następnie zwiększa się prędkość kątową silnika obrotowego i wysyła się sygnał wyszukiwania do układu uruchamiającego głowicę, przez co przemieszcza się głowicę ze ścieżki obwodu zewnętrznego na ścieżkę odpowiadającą umiejscowieniu danych, w odpowiedzi na rozkaz odczytu danych. W urządzeniu według wynalazku pomiędzy modułem sterowania trzpieniem obrotowym i zegarem jest włączony mikroprocesor wyposażony w pamięci z mikroprogramem do dostarczania sygnału wyszukiwania do układu uruchamiającego głowicę dla przemieszczenia głowicy na ścieżkę dysku najbliższą obwodowi zewnętrznemu dysku, jeżeli napęd dyskowy jest nieaktywny. Zaletą wynalazku jest zmniejszenie poboru mocy optycznego urządzenia dyskowego, bez znacznego pogarszania czasu odpowiedzi na rozkaz wyszukiwania danych. Inną zaletą wynalazku jest zapewnienie sposobu i urządzenia do zmniejszania poboru mocy, które nie wymagają usuwania dysku z optycznego urządzenia dyskowego. Pobór mocy jest zmniejszony w optycznym urządzeniu dyskowym przez określenie, kiedy występuje okres stanu nieaktywnego, a następnie wydanie rozkazu zmniejszenia prędkości silnika obrotowego, który napędza nośnik dyskowy do najniższego poziomu operacyjnego lub bezpośrednio poniżej poziomu operacyjnego, bez całkowitego zatrzymania lub zmniejszania obrotów dysku w czasie okresu stanu nieaktywnego. Poziom operacyjny odnosi się do tej prędkości kątowej, przy której głowica może nadal odczytywać i zapisywać dane. Przy zastosowaniu napędu dyskowego o stałej prędkości liniowej CLV, sygnał jest wysyłany z mikroprocesora do układu uruchamiającego w celu spowodowania, żeby głowica mająca zdolność odczytu wyszukała ścieżkę zewnętrzną gdy występuje określony okres stanu nieaktywnego. To jest korzystne, ponieważ prędkość kątowa nośnika dyskowego jest mniejsza przy obwodzie zewnętrznym dla danej stałej prędkości liniowej, czyli prędkości mierzonej pod głowicą i dlatego pobór mocy silnika obrotowego, który napędza dysk, jest mniejszy. Zaletą jest to, że dysk jest operacyjny, ponieważ nigdy nie zmniejsza obrotów całkowicie, do punktu, w którym przestaje obracać się, z wyjątkiem dysków pozostawionych w stanie nieaktywnym przez długie okresy czasu. Nie ma więc związanego z tym znacznego opóźnienia przy zwiększaniu obrotów dysku po odbiorze rozkazu. Wynalazek można więc zastosować do zmniejszenia poboru mocy silnika obrotowego dysków, przy utrzymaniu dysku w stanie operacyjnym. Uwzględniając wzmiankowany wyjątek, jeżeli dysk jest pozostawiony w stanie nieaktywnym przez określony czas, który jest dość długi, wirowanie dysku może być zatrzymane. Zatrzymanie dysku według wynalazku nastąpi jedynie albo po przypadku ruchu

177 399 5 głowicy do ścieżki zewnętrznej dla napędów CLV albo zmniejszenia prędkości kątowej do najmniejszej wybranej prędkości dla napędów CLV z wieloma prędkościami. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia do zmniejszania poboru mocy napędu dysków pamięciowych optycznych komputera, fig. 2 - nośnik dyskowy do napędów dyskowych ze stałą prędkością liniową, fig. 3 - wykres prędkości kątowej w fu nkcji promienia dysku, fig. 4 - sieć działań w jednym przykładzie wykonania wynalazku i fig. 5 - schematyczną linię czasową pokazującą kolejność działań według wynalazku. Wynalazek jest oparty na zasadach inżynierii elektrycznej, związanych z napędami dysków, a zwłaszcza silnikami prądu stałego do wprowadzania w ruch obrotowy nośników dyskowych. Prawo Ohma określa napięcie silnika V = I R, a moc silnika jest określona przez związek: P = V I = V2/R. Napięcie silnika jest związane z jego prędkością kątową przez równanie: V = Ke ω, gdzie Ke jest stałą napięciową zależną od charakterystyk silnika, a co jest prędkością kątową silnika. W wyniku tego moc silnika jest określona przez związek: P = (Ke2 ω2)/r. Ze względu na to, że moc pobierana przez silnik malej e, gdy prędkość kątowa silnika maleje, pożądane jest wykorzystanie tego związku w sposobie i urządzeniu według wynalazku. Figura 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia do zmniejszania poboru mocy napędu dyskowego 10, korzystnie optycznego napędu dyskowego, także nieoptycznych urządzeń dyskowych, takich jak urządzenia pamięciowe z dostępem bezpośrednim. Wynalazek jest użyteczny w urządzeniach dyskowych wykorzystujących układy sterowania stałą prędkością liniową CLV. Mikroprocesor 12 ma własną pamięć, na przykład pamięć 13 o dostępie bezpośrednim i pamięć stałą 15, która jest stosowana do pamiętania rozkazów i wykonywania zadań, na przykład testów włączania mocy. Ta pamięć jest stosowana do pamiętania mikroprogramu 14, który jest zestawem instrukcji wstępnie zaprogramowanych do realizacji funkcji mikroprocesora, korzystnie w mikroprogramie 14 mikroprocesora 12, który jest częścią napędu dyskowego 10. Instrukcje mogą być wykonywane także innymi sposobami, w tym przez program użytkowy zapisany na przykład w uniwersalnym języku programowania C i działający w układzie sterowania 26, który łączy się interfejsem z napędem dyskowym 10 przez układy łączące 27. Bardziej skuteczne jest wykonywanie instrukcji 27. Bardziej skuteczne jest wykonywanie instrukcji bezpośrednio w mikroprocesorze, ponieważ długość ścieżki danych instrukcji jest utrzymywana jako minimalna. Zestaw instrukcji zależy od mikroprocesora, na przykład jak opisany w publikacji Intel, Microprocessor Peripheral Handbook, tom 1 oraz J. Crawford i P. Gelsinger, Programming the 80386. Na fig. 1 i 2, mikroprocesor 12 komunikuje się z układem sterowania 26, który jest na przykład mikroprocesorem komputera osobistego, przez układy łączące 27, które są na przykład kartą interfejsu małych systemów komputerowych SCSI. Mikroprocesor 12 steruje modułem sterowania 16 trzpieniem obrotowym, który steruje silnikiem obrotowym 18 odbierającym moc z zasilacza 19. Silnik obrotowy 18 ma element obrotowy 24 i talerz 22 na dyski, przyjmujący i obracający nośnik dyskowy, taki jak dysk 30 z fig. 2. Mikroprocesor 12 steruje również układem uruchamiającym 17, które przy pomocy znanego mechanizmu steruje ruchem głowicy 23 odczytu danych. Dane odczytywane z głowicy są przepuszczane przez bufor 28 i układy danych 25 do układu sterowania 26. Moduł sterowania 16 trzpieniem obrotowym i układ uruchamiający 17 są sterowane przez mikroprogram 14 w mikroprocesorze 15 zgodnie z tym, czy urządzenie jest zaprogramowane do układów ze stałą prędkością liniową czy ze stałą prędkością kątową. Mikroprocesor 12, zawierający mikroprogram 14 i zawierający indywidualną pamięć RAM 13 i pamięć ROM 15 oraz zegar 11, tworzą moduł 21 zmniejszania poboru mocy dla napędu dyskowego 10. Jeden przykład wykonania wynalazku znajduje zastosowanie do znanych napędów dyskowych o stałej prędkości liniowej. W optycznym napędzie dyskowym o stałej prędkości li-

6 177 399 niowej, takim jak CR-ROM, czyli dysk kompaktowy tylko do odczytu, jako przetwornik prędkości jest stosowana głowica laserowa. Figura 2 przedstawia dysk CD-ROM 30 wykorzystujący pojedynczą ścieżkę 32 tworzącą w przybliżeniu koncentryczne okręgi, takie jak okręgi 33 i 34. Pojedyncza ścieżka odchodzi spiralnie od środka 35 dysku 30 do obwodu zewnętrznego 36. Sektor 37 zawierający dane ma takie same wymiary logiczne i fizyczne, jak wszystkie inne sektory na dysku. Chociaż rzeczywiście występuje tylko jedna ścieżka, każdy w przybliżeniu koncentryczny okrąg jest omawiany jako ścieżka. Urojona linia promienia r jest pokazana jako biegnąca od środka 35 do obwodu zewnętrznego 36. Punkty r, i ro na linii promienia r odpowiadają promieniowi wewnętrznemu, rozpoczynającemu się w pobliżu środka dysku, i promieniowi zewnętrznemu, mierzonemu w pobliżu lub przy obwodzie zewnętrznym. Prędkość kątowa co dysku jest równa prędkości kątowej silnika obrotowego, który go obraca. Ścieżki 33a i 34a odpowiadają okręgom 33 i 34. Zatem ścieżka 33a jest ścieżką najbliższą obwodowi zewnętrznemu dysku 30. Figury 3 i 4 wyjaśniają krytyczny związek promienia dysku i mocy pobieranej przez silnik przy użyciu napędu dyskowego ze stałą prędkością liniową gdzie napęd dyskowy 10 zmienia ciągle prędkość, z jaką dysk 30 obraca się, tak że gdy głowica 23 odczytu danych przesuwa się przez część dysku, prędkość mierzona przy głowicy jest utrzymywana stała. Ta prędkość jest rzeczywiście prędkością nośnika odczytywanego przez głowicę i może być także zmieniana w urządzeniach z wieloma prędkościami. Jednak po wybraniu prędkości jest ona utrzymywana stała przy zmianach prędkości kątowej. Dynamiczny związek kinematyczny czyli obrotowy jest określony przez równanie: VData = r ω, gdzie r jest promieniem dysku, VData jest stałą prędkością liniową styczną to jest o kierunku prostopadłym zarówno do prostopadłej osi obrotów jak i promienia, danych mierzonych przy głowicy, a co jest prędkością kątową zwykle mierzoną w obrotach na minutę. Dla danej stałej prędkości liniowej VData, odpowiednia prędkość kątowa musi zmniejszyć się w celu realizacji danego związku, gdy promień wzrasta od środka dysku do obwodu zewnętrznego dysku. Figura 3 jest wykresem przedstawiającym prędkość kątową co w funkcji promienia dysku w napędzie z wieloma prędkościami, wykorzystującym układ o stałej prędkości liniowej w celu ilustracji. Punkty r, i ro odpowiadają linii promienia r z fig. 2. Górna krzywa 38a z fig. 3 przedstawia zmniejszanie się prędkości kątowej co wraz ze wzrastającym promieniem przy większych prędkościach napędu CLV z wieloma prędkościami. Dolna krzywa 38b przedstawia podobną zależność, lecz przy mniejszych prędkościach napędu CLV z wieloma prędkościami. Ten związek określa pobór mocy: P = (Ke2 ω2)/r i dalej. P =Ke2 V2Data/r2 R Wynalazek wykorzystuje tę zasadę do zmniejszenia poboru mocy w napędzie dyskowym, a mianowicie automatyczny sposób i urządzenie wykorzystujące fakt, że wzrost promienia r do jego maksymalnej wartości powoduje zmniejszenie prędkości kątowej, a więc poboru mocy silnika obrotowego w napędzie dyskowym o stałej prędkości liniowej, pozostawiając napęd dyskowy w stanie operacyjnym. Poziom lub prędkość operacyjna jest to prędkość dysku, przy której głowica odczytuje lub zapisuje dane na dysku. Figury 1 i 4 wyjaśniają korzystny przykład wykonania wynalazku. Fig. 4 przedstawia przegląd instrukcji zawarty w sieci działań. W każdym kroku mikroprocesor 12 wykonuje instrukcje mikroprogramu w celu wykonania procesu, jednak dla uproszczenia zostanie uwzględniony tylko mikroprocesor. Krok start 41 mikroprocesora 12 jest zgodny z włączeniem mocy napędu dyskowego. Krok sprawdzania napędu czynnego 42 jest wykonywany przez mikroprocesor 12 w celu określenia, czy jakiekolwiek dane są przesyłane pomiędzy głowicą 23 i dyskiem lub pomiędzy buforem 28 i układami danych 25. Alternatywnie krok 42 jest wykonywany przez układ sterowania 26 w celu określenia, czy jakiekolwiek pliki są obecnie otwarte, to jest są odczytywane lub mają wpisywane dane. Jeżeli to ma miejsce, na-

177 399 7 pęd jest rozważany jako aktywny i zegar 11 stosowany do pomiaru okresów stanu nieaktywnego jest przestawiany na zero w kroku 43. Krok 42 jest wykonywany w sposób ciągły, aż zniknie cała aktywność, i gdy ten warunek jest spełniony, napęd jest rozważany jako nieaktywny. Następnie procesor sprawdza zegar 11 w celu określenia, czy upłynął określony czas T 1, podczas gdy napęd pozostaje nieaktywny w kroku 44. W tym czasie nieaktywnym napęd jest nadal sprawdzany pod względem stanu aktywności. Po upływie określonego czasu, przy napędzie nieaktywnym, można następnie ustalić, że poziom aktywny napędu jest poniżej określonego poziomu aktywnego odniesienia. Zatem po przekroczeniu przez czas t, mierzony w zegarze 11, określonego czasu T 1, podczas gdy napęd jest w stanie nieaktywnym, mikroprocesor 12 przestawia napęd dyskowy 10 w stan oszczędzania mocy w kroku 45. Jest również możliwe spowodowanie wystąpienia stanu oszczędzania mocy, jeżeli mierzony czas t jest mniejszy niż określony czas T 1. W napędzie dyskowym o stałej prędkości liniowej z fig. 1, 2, 3 i 4 jest przesyłany komunikat z mikroprocesora 12 do układu uruchamiającego 17 dla spowodowania wyszukiwania przez głowicę 23 ścieżki 33a, która ma maksymalny promień mierzony od środka 35 dysku w kroku 45 z fig. 4. Moduł sterowania 16 trzpieniem obrotowym, o automatycznej konstrukcji właściwej do utrzymania stałej prędkości liniowej, dokonuje kompensacji przez zmniejszenie prędkości kątowej silnika obrotowego 18 do najniższego poziomu operacyjnego z fig. 3, gdzie współrzędna pozioma jest w punkcie ro, co pokazano w kroku 45. Przy danym, opisanym poprzednio związku, który powoduje zmniejszenie mocy, gdy promień jest zwiększany i prędkość kątowa zmniejszana, oszczędności mocy są znaczne. Korzyść jest szczególnie znaczna, gdyż moc jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu promienia. Dodatkowe oszczędności mocy są wyczuwane przez mikroprocesor 12, który następnie wydaje rozkaz do modułu sterowania 16 trzpieniem obrotowym w celu wyboru najmniejszej osiągalnej prędkości napędu z wieloma prędkościami w kroku 46. Dla napędu CLV przy małej prędkości obrotowej, która ma miejsce, gdy głowica jest na ścieżce zewnętrznej, na przykład ścieżce 33a, jest wymagany tylko prosty rozkaz wyszukiwania wydawany przez mikroprocesor 12 w celu dostępu do danych umieszczonych gdziekolwiek na dysku. Chociaż zmiana prędkości jest związana z wyszukiwaniem dla napędu CLV, taka zmiana jest związana z każdym dokonaniem wyszukania w napędzie CLV. Wobec tego napęd jest nadal w pełni operacyjny w stanie oszczędzania mocy. Jest korzystne, że dysk obraca się ze zmniejszoną prędkością, gdy jest nieaktywny, zamiast zmniejszania obrotów w stanie spoczynkowym, ponieważ uzyskanie prędkości operacyjnej zajmuje znaczny okres czasu. Figura 5 przedstawia linię czasową 70, gdzie czas jest mierzony w kierunku 76 i pokazuje, że całkowite zmniejszenie obrotów urządzenia można dodać do ogólnego sposobu zmniejszania poboru mocy opisanego powyżej, jeżeli urządzenie było w stanie zmniejszania poboru mocy przez dany okres czasu. T o ma miejsce na przykład, gdy komputer, który wykorzystuje napęd dyskowy, pozostaje włączony, lecz nie jest nadzorowany. Urządzenie jest określane jako urządzenie aktywne, co pokazano w segmencie 72 linii czasu. Urządzenie aktywne jest określane tak, jak opisano powyżej, w kroku 42 z fig. 4. Urządzenie lub napęd, które są nieaktywne w segmencie 74 przez T1sekund w segmencie 77, są przełączane w stan zmniejszania poboru mocy w segmencie 78, w którym pozostają przez TLOWsekund w segmencie 82, a następnie prędkość silnika jest zmniejszana, aż silnik przestanie obracać się w segmencie 83. Tą drogą sposób i urządzenie do zmniejszania poboru mocy w normalnym stanie pracy są łączone z techniką dodatkowego zmniejszania poboru mocy dla dysków pozostawionych w stanie nieaktywnym przez długi okres czasu. Taki sposób w korzystnym przykładzie wykonania jest przeprowadzany przez mikroprocesor 12, przy pomocy instrukcji w mikroprogramie 14. Układ sterowania 26 jest także programowany dla realizacji tego sposobu. W razie potrzeby urządzenie może z powrotem obracać się aż do uzyskania prędkości operacyjnej.

177 399 FIG. 2

177 399 FIG. 3A FIG. 3B

177 399 FIG. 4

177 399 FIG. 5

177 399 FIG. 6

177 399 FIG. 7

177 399 FIG. 1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł