Brevet FR2815162A1 — publié le 20020412

"Dispositif de détection de chute d'un lecteur de disque dur, système comprenant ce dispositif et procédé mettant en oeuvre un tel dispositif." La présente invention concerne un dispositif de détection de chute d'un lecteur de disque dur afin de déclencher une commande de protection de la tête de lecture du lecteur. L'invention concerne également un système comprenant ce dispositif et un procédé mettant en oeuvre un tel dispositif pour gérer le retrait de la tête de lecture avant choc. La présente invention s'applique notamment, mais non exclusivement à des lecteurs de musique, du type MP3 (Mpeg Audio Layer 3), de petite taille et portable. Elle peut être appliquée à tout lecteur de disque dur portable tel que par exemple celui embarqué dans un ordinateur portable. Les technologies actuelles permettent de réaliser des disques durs dont l'encombrement est continuellement en baisse. Cette évolution autorise la conception de nouveaux appareils portables de petites tailles et légers. La lecture sur un disque dur est opérée par un bras portant une tête de lecture magnétique venant se positionner proche de la surface du disque dur. Les nouvelles technologies permettent une lecture rapide de données de grande capacité, ceci implique un dimensionnement très réduit quant à la tête de lecture et à l'écartement entre cette tête et le disque dur, d'où une fragilité certaine. La chute d'un tel appareil peut considérablement endommager aussi bien la tête de lecture que le disque dur. Pour prévenir ces dommages, on prévoit de ranger la tête de lecture lors de la chute et avant le choc. On connaît le document US 6 046 877, dans lequel un accéléromètre détecte l'accélération de l'ordinateur. Les informations d'accélération sont transmises vers le microprocesseur de l'ordinateur qui détermine, en fonction de la durée des accélérations, si l'ordinateur est en chute libre afin de commander le retrait des têtes de lecture. Le document US5227929 divulgue un procédé de retrait de tête de lecture du disque dur en fonction des signaux provenant d'un accéléromètre à trois axes. Ces signaux sont transmis vers un microprocesseur dédié qui détecte le cas de chute libre et envoie un signal d'interruption vers le microprocesseur central qui retire la tête de lecture. Le microprocesseur dédié peut également directement lancer le retrait de la tête de lecture. On connaît également par le document EP0658894 un procédé de détection de chute d'un disque dur. Un accéléromètre à trois axes détecte les accélérations et les transmet vers un processeur dédié qui détermine l'état de chute libre lorsque les accélérations dépassent un seuil d'accélération pendant une durée donnée. Le signal de chute libre est transmis à un second processeur qui déclenche un programme de protection tel que le retrait de la tête de lecture par exemple. Dans ces documents, on utilise un accéléromètre conventionnel à base de piézoélectrique. Or, un tel dispositif nécessite des circuits électroniques dédiés pour entretenir les oscillations dans la piézoélectrique et pour gérer les modifications de fréquences de la piézoélectrique. En outre un détecteur à base de piézoélectrique nécessite l'utilisation de trois accéléromètres suivant trois axes et l'interprétation simultanée de leurs signaux pour couvrir tous les cas de chute. Ces circuits électroniques sont généralement complexes et coûteux. En outre, certains documents de l'art antérieur préconisent l'utilisation d'un microprocesseur dédié pour interpréter les informations provenant de l'accéléromètre et commander le retrait des têtes de lecture à un second microprocesseur. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant un dispositif de détection peu coûteux et un traitement de données provenant de ce dispositif simple à mettre en oeuvre. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif permettant une détection rapide de la chute du lecteur. On atteint les objectifs précités avec un dispositif pour détecter une chute d'un lecteur de disque dur et transmettre des informations relatives à la détection vers une unité de traitement de données. Cette unité de traitement de données est apte à commander le retrait d'au moins une tête de lecture dudit lecteur avant un éventuel choc. Selon l'invention, le dispositif comprend une bille conductrice mobile posée dans une orientation spatiale déterminée sur un support équipé d'un ensemble de capteurs de contact transmettant des signaux électriques vers l'unité de traitement de données. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les capteurs comprennent trois métallisations entourant un trou réalisé dans le circuit imprimé du lecteur de disque dur. Ce trou peut être réalisé par un procédé conventionnel de réalisation de trou avec métallisation périphérique. Pour obtenir les trois métallisations, on réalise trois ouvertures en forme d'étoile centrée dans le trou afin de séparer la métallisation périphérique en trois parties. Puis, chaque ouverture est terminée par un trou non métallisé. Avec un tel dispositif, les accélérations du lecteur sont détectées par la position de la bille sur les trois capteurs. L'unité de traitement de données comprend un programme permettant de déterminer l'état de chute du lecteur en fonction du contact entre la bille et les métallisations. L'unité de traitement reçoit ainsi de simples informations de contacts, par exemple une circulation de courant entre deux métallisations, la liaison électrique ente les deux métallisations étant réalisée par la bille. Dans ce dispositif selon l'invention, aucun circuit électronique complexe n'est nécessaire contrairement à un dispositif piézoélectrique dans lequel on mesure des écarts de fréquences. Afin de réduire au minimum la durée entre la détection de la chute du lecteur et le retrait de la tête de lecture, l'unité de traitement peut être le microprocesseur principal du lecteur de disque dur. Ainsi on augmente la rapidité et on réduit les coûts en évitant l'ajout d'un microprocesseur dédié. Le microprocesseur principal peut convenablement gérer la détection, c'est- à-dire interpréter les différentes combinaisons de contacts entre les trois métallisations, du fait que ce sont avantageusement des signaux relatifs aux contacts et non des signaux relatifs aux fréquences comme c'est le cas dans les accéléromètres piézoélectriques de l'art antérieur. Avantageusement, le dispositif peut comprendre une enceinte en plastique enfermant la bille dans un volume prédéfini. Cette enceinte comporte à sa base trois protubérances en forme de crochet destinées à venir se loger dans les trois trous non métallisés à l'extrémité desdites ouvertures. Pour faciliter le mouvement de la bille dans ce volume, notamment l'élévation de la bille lors d'une chute du disque dur, on prévoit des moyens d'allègement tels qu'un aimant disposé au dessus de la bille. De préférence l'aimant est posé sur une partie supérieure de l'enceinte en plastique de telle sorte que la bille reste sous influence de l'aimant sans jamais rester collée à cet aimant. D'une façon générale, la bille reste suffisamment éloignée de l'aimant pour retomber sur le support. L'attraction maximum de l'aimant sur la bille est d'environ 20% du poids de la bille. Le dispositif ainsi décrit est destiné à être inséré dans le circuit imprimé d'un lecteur de disque dur portable dont les positions idéales en fonctionnement sont une position debout verticale et une position couchée horizontale. De ce fait, un tel lecteur comprend de préférence deux dispositifs ainsi décrits, chaque dispositif comprenant une bille conductrice mobile capable d'être posée sur un support donné, les deux supports des deux dispositifs étant inscrits dans deux plans respectifs perpendiculaires Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de détection d'une chute d'un lecteur de disque dur destiné à fournir des données continues telles que des données audio. Selon ce procédé : - pour une écoute des données audio, on effectue une lecture en continu d'une mémoire tampon, par exemple de huit mégaoctets, préalablement chargée d'une partie de données audio provenant du disque dur, - on effectue périodiquement une séquence d'écriture, d'environ cinq secondes par exemple, dans la mémoire tampon, - au cours de chaque séquence d'écriture, on effectue une pluralité de tests, par exemple d'une période de vingt microsecondes, pour vérifier si le disque dur est en chute, en fonction de l'état du contact entre une bille et des capteurs de contact électriques reliés à une unité de traitement de données, - lorsqu'un nombre prédéterminé de tests successifs indique que le disque dur est en chute, on interrompt la séquence d'écriture en cours et on commande le retrait de la tête de lecture. La séquence d'écriture est une séquence de transfert de données du disque dur vers la mémoire tampon, les disques dur étant classiquement munis d'une telle mémoire tampon. Suivant une mise en oeuvre de l'invention, le nombre prédéterminé de tests successifs pour indiquer que le disque dur est en chute peut être égal à deux. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective des éléments essentiels du dispositif selon l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective des capteurs métalliques dans le dispositif selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une enceinte en plastique dans le dispositif selon l'invention ; la figure 4 est une vue en coupe illustrant le positionnement de l'enceinte ; - la figure 5 est un schéma simplifié d'une méthode d'écriture et de lecture sur une mémoire tampon d'un lecteur de musique MP3 ; - la figure 6 est un diagramme illustrant un procédé de détection de chute d'un lecteur de musique MP3 ; et - la figure 7 est un organigramme illustrant les étapes du procédé de la figure 6. On va maintenant décrire en référence aux figures 1 à 4, le dispositif de détection de chute selon la présente invention. Sur la figure 1, on voit une bille en acier 1 posée sur trois capteurs métalliques 2,3 et 4, mieux représentés sur la figure 2. Ces trois capteurs métalliques résultent d'une métallisation périphérique obtenue à la suite de la réalisation d'un trou 12 dans un circuit imprimé 20. Ce trou 12 a été réalisé de façon conventionnelle avec une métallisation des parties périphériques. Pour obtenir les trois capteurs distincts, on a réalisé à la suite de la réalisation du trou 12, trois ouvertures en étoile 5,6 et 7 à partir de ce trou 12. Trois autres trous non métallisés 8,9 et 10, réalisés en terminaison des ouvertures 5,6 et 7, permettent d'isoler les trois capteurs 2,3 et 4, et sont destinés à accueillir des protubérances en forme de crochet disposées à la base d'une enceinte 13 conformément à la figure 4 sur laquelle seules deux protubérances 18 et 19 sont visibles. Sur la figure 1 est également illustré un aimant 11 destiné à soulager le poids de la bille 1 d'environ 20%. Cet aimant est disposé dans un logement 14 prévu sur la partie supérieure de l'enceinte 13. Pour maintenir cet aimant en place, il est prévu trois crochets en plastique 15,16 et 17 conformément à la figure 3. Les dimensions du dispositif sont telles que le diamètre de la bille 1 est de deux millimètres, le diamètre de l'aimant 11 est de 1.5 millimètre pour une épaisseur de 0.5 millimètre. La distance entre la bille 1 et l'aimant 11 est de trois millimètres. Sur la figure 4, on voit mieux le rôle joué par l'enceinte 13. Au repos, la bille 1 est posée sur le trou 12 et l'enceinte 13 comprend une cavité 21 sur sa base de sorte que la bille 1 est maintenue dans un volume 22 formé par la cavité 21 et le circuit imprimé 20. Cette enceinte permet d'isoler la bille du reste du circuit imprimé. L'enceinte comprend également trois couloirs communicants entre le logement 14 et le volume 22. Deux de ces couloirs sont visibles sur les figures 3 et 4 sous les références 23 et 24 respectivement. En cas de chute libre du dispositif, la bille 1 se détache du trou 12, éventuellement avec l'aide de l'aimant 11, et les capteurs métalliques 2,3 et 4 ne sont plus en contact avec cette bille en acier 1. L'état de chute libre est par exemple déterminé lorsque la bille ne repose plus sur au moins deux capteurs métalliques. Le signal de détection de chute libre est récupéré par un microprocesseur qui va commander le retrait de la tête de lecture. En référence aux figures 5 6 et 7, on va maintenant décrire le procédé permettant de gérer le retrait de la tête de lecture d'un lecteur de disque dur comportant des fichiers audio au format MP3. Ce type de lecteur, destiné à fournir de la musique en continu, possède une capacité de stockage de six Gigaoctets et peut supporter des chocs de 150G lorsque la tête de lecture est en lecture, et des chocs de l'ordre de 1500G lorsque la tête de lecture est parquée. Le lecteur comprend deux dispositifs de détection de chute selon l'invention, les deux dispositifs étant disposés perpendiculaires l'un de l'autre. La figure 5 illustre un schéma simplifié de la façon dont s'effectue l'écriture 28 et la lecture 29 sur une mémoire tampon 27 d'une capacité de huit mégaoctets. Le disque dur 25 contient des séquences audio qui sont lues au moyen d'une tête de lecture 26. Cette tête de lecture est positionnée au dessus du disque dur 25 en mode de lecture du disque dur, alors qu'elle est parquée sur un côté en mode de repos. Les signaux prélevés par la tête de lecture 26 sont ensuite stockés dans une mémoire tampon 27 ou"buffer". Lorsqu'un utilisateur écoute les séquences audio, celles-ci proviennent de la mémoire tampon 27 et sont diffusées à travers des écouteurs 30. Plus précisément, comme on le voit sur la figure 6, la lecture 31 de la mémoire tampon 27 se fait de manière continue, l'utilisateur écoute ses séquences audio de manière continue alors que l'écriture 32 de cette mémoire tampon s'effectue par période de huit minutes environ. Ainsi, toutes les huit minutes, on écrit sur la mémoire tampon 27 pendant une durée de trois à cinq secondes, incluant notamment le temps de démarrage du disque dur, avec un taux de transfert de 5Mo par seconde. Au cours de l'écriture, c'est-à-dire pendant trois à cinq secondes, on effectue régulièrement des tests de détection de chute du lecteur. Ces tests sont effectués avec une période de 20microsecondes, ce qui correspond à 250 000 tests en cinq secondes. Sachant qu'une chute du lecteur d'une hauteur de 1.20 mètres dure environ 500 millisecondes, on considère que le lecteur est réellement en chute lorsque deux tests successifs sont positifs. Le signal 34 correspond à l'état de chute ou de non chute du lecteur. Sur la figure 6 est représenté un cas pour lequel au temps tO, on débute l'écriture sur la mémoire tampon ainsi que la série de tests. A tl, le lecture est en chute. On attend d'avoir deux tests successifs positifs comme on le voit sur le signal 33 pour déclencher l'arrêt de l'écriture de la mémoire tampon en 35 et le parquement de la tête de lecture 26. L'invention est ainsi remarquable par le fait qu'elle permet de détecter l'état de chute du lecteur et de parquer la tête de lecture avant le choc. La figure 7 est un organigramme du procédé illustré sur la figure 6. Le processus décrit par l'organigramme débute à l'étape 36 permettant de lancer quasi simultanément l'écriture dans la mémoire tampon 27 à l'étape 37 et la série de tests à l'étape 38 pour détecter la chute du lecteur. A la suite de chaque test 39,40, 41,42, on vérifie en 43 si deux tests successifs sont positifs. Dans l'affirmatif, on interrompt l'écriture dans la mémoire tampon 27 et on parque la tête de lecture 26. Si aucun doublet de tests successifs positifs n'a été détecté, on termine les tests à l'étape 45 et l'écriture dans la mémoire tampon à l'étape 46, cinq secondes après le début de l'écriture à l'étape 37. L'étape 47 est une étape de temporisation et de réinitialisation pour permettre l'enchaînement d'un nouveau cycle de processus huit minutes après le début de l'écriture à l'étape 37. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, on peut prévoir de débuter les tests de détection de chute avant le début de l'écriture dans la mémoire tampon de façon à éviter le déplacement de la tête de lecture alors que le lecteur est en chute. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour détecter une chute d'un lecteur de disque dur (25) et transmettre des informations relatives à la détection vers une unité de traitement de données apte à commander le retrait d'au moins une tête (26) de lecture dudit lecteur avant un éventuel choc, caractérisé en ce qu'il comprend une bille conductrice (1) mobile posée dans une orientation spatiale déterminée sur un support équipé d'un ensemble de capteurs (2,3, 4) de contact transmettant des signaux électriques vers ladite unité de traitement de données. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'allègement (11) pour faciliter le détachement de la bille lorsque le disque dur est en chute. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'allègement comprennent un aimant (11) disposé au dessus de la bille. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une enceinte (13) en plastique enfermant la bille dans un volume prédéfini (22). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite enceinte porte l'aimant de telle sorte que la bille reste sous influence dudit aimant sans jamais rester collée à cet aimant. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs de contact comprennent des métallisations (2, 3, 4) entourant un trou (12) réalisé dans le circuit imprimé (20) du lecteur de disque dur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs de contact comprennent trois métallisations. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bille est en acier. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre de la bille est sensiblement égale à deux millimètres. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la distance entre l'aimant et la bille au repos est sensiblement égale à quatre millimètres. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que l'aimant présente une forme cylindrique aplatie. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement de données comprend un microprocesseur du lecteur de disque dur. 13. Lecteur de disque dur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux dispositifs pour détecter une chute dudit lecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14. Lecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque dispositif comprend une bille conductrice mobile capable d'être posée sur un support donné, les deux supports des deux dispositifs étant inscrits dans deux plans respectifs perpendiculaires. 15. Procédé de détection d'une chute d'un lecteur de disque dur (25) destiné à fournir des données continues telles que des données audio ; mettant en oeuvre un dispositif selon l'une quelconques des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que : - pour une écoute des données audio, on effectue une lecture (29) en continue d'une mémoire tampon (27,31) préalablement chargée d'une partie de données audio provenant dudit disque dur, - on effectue périodiquement une séquence d'écriture (28,32) dans la mémoire tampon, - au cours de chaque séquence d'écriture, on effectue une pluralité de tests (33) pour vérifier si le disque dur est en chute, en fonction de l'état du contact entre une bille et des capteurs de contact électriques reliés à une unité de traitement de données, - lorsqu'un nombre prédéterminé de tests successifs indique que le disque dur est en chute, on interrompt la séquence d'écriture en cours et on commande le rangement de la tête de lecture. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le nombre prédéterminé de tests successifs pour indiquer que le disque dur est en chute est égale à deux.