(57)【要約】本発明は、回転するデータ記憶ディスク（１０５）からデータを読み取るデータインターフェース（１０３）を有するようなデータ記憶装置（１０１）に関するものである。該データ記憶装置（１０１）は、データ記憶ディスク（１０５）を所望の速度で回転させるモータ（１１１）を有している。該データ記憶装置（１０１）は、好ましいモータ速度変更時間を決定する速度変更プロセッサ（１１５）と、モータ（１１１）を該好ましいモータ速度変更時間に応じて速度変更を実行するように制御するモータコントローラ（１１３）とを更に有している。詳細には、ディスク回転上昇及びジャンプ動作に対して最も低いエネルギ消費となるような好ましいモータ速度変更時間が決定され、モータ（１１１）は速度を実質的に該好ましいモータ速度変更時間内で変更するよう制御される。本発明は、小フォームファクタ光（ＳＦＦＯ）ディスクシステムに特に適しており、エネルギ消費の低減、従って電池寿命の増加を可能にする。
2006525618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを回転するデータ記憶ディスクから又は回転するデータ記憶ディスクへ第１データレートで転送するデータインターフェースと、
前記データ記憶ディスクを回転するモータと、
好ましいモータ速度変更時間を決定する手段と、
前記モータを、前記好ましいモータ速度変更時間に応じて速度変更を実行するように制御するモータ制御手段と、
を有することを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ記憶装置において、前記決定する手段が、前記好ましいモータ速度変更時間を該好ましいモータ速度変更時間に関連する少なくとも１つのエネルギ消費に応じて決定するよう動作することを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項３】
請求項２に記載のデータ記憶装置において、前記少なくとも１つのエネルギ消費が前記モータのエネルギ消費を含むことを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項４】
請求項２に記載のデータ記憶装置において、前記データインターフェースに結合され、第１期間において前記データインターフェースからデータを前記第１データレートで入力すると共に、より長い期間にわたりデータをより低いデータレートで出力するように動作する出力バッファを更に有していることを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項５】
請求項４に記載のデータ記憶装置において、前記少なくとも１つのエネルギ消費が、前記第１期間に関連する第１エネルギ消費と前記第２期間に関連する第２エネルギ消費とを含むことを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項６】
請求項５に記載のデータ記憶装置において、前記モータのエネルギ消費を前記第１期間外で低減する手段を更に有し、前記第２エネルギ消費が前記モータのエネルギ消費が低減される際の当該データ記憶装置のエネルギ消費であることを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項７】
請求項５に記載のデータ記憶装置において、前記第１エネルギ消費は前記モータのエネルギ消費を除く当該データ記憶装置のエネルギ消費であることを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項８】
請求項２に記載のデータ記憶装置において、当該データ記憶装置の構成要素の少なくとも１つのエネルギ消費パラメータを測定する手段を更に有し、前記少なくとも１つのエネルギ消費が該少なくとも１つのエネルギ消費パラメータを含むことを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項９】
請求項１に記載のデータ記憶装置において、前記好ましいモータ速度変更時間がディスク回転上昇時間であることを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のデータ記憶装置において、モータ速度がディスクアクセス位置に依存し、前記モータ速度変更時間が第１ディスクアクセス位置と第２ディスクアクセス位置との間のディスクアクセス位置のステップ状変化に関連することを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のデータ記憶装置において、前記決定する手段は、前記好ましいモータ速度変更時間を第１ディスクアクセス位置に関連する前記データ記憶ディスクの第１回転周波数と第２ディスクアクセス位置に関連する前記データ記憶ディスクの第２回転周波数との間の回転周波数差に応じて決定するように動作することを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のデータ記憶装置において、前記好ましいモータ速度変更時間と前記回転周波数差との間の関連づけを有するデータ記憶部を更に有し、前記決定する手段は前記好ましいモータ速度変更時間を該データ記憶部にアクセスすることによって決定するよう動作することを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のデータ記憶装置において、
前記好ましいモータ速度変更時間に関係する情報を出力する手段と、
モータ制御情報を入力する入力手段と、
を更に有し、前記モータ制御手段が前記モータを前記モータ制御情報に応じて制御するように動作することを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のデータ記憶装置において、前記モータ制御手段は、前記データ記憶ディスクから読み取られたデータに応じて前記モータを制御するように更に動作することを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のデータ記憶装置において、当該データ記憶装置は光ディスク記憶装置であり、前記データ記憶ディスクは光記憶ディスクであることを特徴とするデータ記憶装置。
【請求項１６】
データ記憶ディスクを回転させるモータを備えるようなデータ記憶装置用のモータ制御信号を発生する方法において、該方法が、
前記データ記憶ディスクへ又は該データ記憶ディスクからデータを第１データレートで転送するステップと、
好ましいモータ速度変更時間を決定するステップと、
前記モータを前記好ましいモータ速度変更時間に応じて速度変更を実行するように制御するよう作用するモータ制御信号を発生するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法を実行するのを可能にするコンピュータプログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のコンピュータプログラムを有する記録担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ記憶装置、及び斯かるデータ記憶装置用の、特には回転するデータ記憶ディスクのデータ記憶装置用のモータ制御信号を発生する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、殆どの消費者用装置に関し、減少されたサイズ及び増加された移動性に向かう傾向が存在する。例えば、携帯電話、コンピュータ、個人用音楽システム及びパーソナルデジタルアシスタント（ＰＡＤ）の使用が益々広く普及してきている。
【０００３】
典型的には、これらの小型の携帯装置は大量の計算資源を有し、大量のデータを処理することができる。更に、殆どの装置は外部取り外し可能型データ媒体からデータを読み取り又は斯かる媒体へデータを書き込む手段を有している。
【０００４】
非常に高密度な取り外し可能型データ記憶媒体の一例は、光ディスクである。従って、多くの小型の装置に光ディスクを読み取り又は書き込むデータ記憶装置を含めることが望ましい。
【０００５】
多くの小型の携帯装置は利用可能なエネルギ供給（典型的には、限られた容量を持つ充電可能型電池のみから利用可能である）により制限されるので、携帯装置にとり最も重要なパラメータの１つは、斯かる装置の電力消費である。長い電池寿命及び電池の小さな物理的サイズを達成するためには、構成部品のエネルギ消費を可能な限り多く低減することが必須である。
【０００６】
しかしながら、モータは典型的には相対的に高い電力消費を有している。光ディスク等の取り外し可能型記憶媒体にアクセスするデータ記憶装置は、読み取り又は書き込み動作の間において当該光ディスクを回転させるために本来的にモータを必要とする。しかしながら、これは相対的に高い電力消費となる傾向があり、特に、当該ディスクの回転上昇（spin up）及び異なる読み取り又は書き込み位置間でのジャンプに関係するエネルギ消費は著しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、モータ制御が向上され、及び／又は電力／エネルギ消費が低減されたデータ記憶装置が有利である。特に、データ記憶装置のモータを低エネルギ消費で動作させる手段を有するようなデータ記憶装置が有利であろう。
【０００８】
従って、本発明は、改善されたデータ記憶装置及びモータ制御用のモータ制御信号を発生する方法を提供しようとするものであり、好ましくは、上述した欠点の１以上を単独で又は何れかの組合せで緩和し、軽減し又は除去しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様によれば、
−  データを回転するデータ記憶ディスクから又はへ第１データレート（データ転送速度）で転送するデータインターフェースと、
−  前記ディスクを回転させるモータと、
−  好ましいモータ速度変更時間を決定する手段と、
−  前記モータを前記好ましいモータ速度変更時間に応じて速度変更を実行するように制御するモータ制御手段と、
を有するようなデータ記憶装置が提供される。
【００１０】
本発明の発明者は、多数のパラメータが上記モータ速度変更時間に依存し得、モータを上記の好ましいモータ速度変更時間に応じて変更するように制御することにより改善された性能を達成することができると理解した。本発明は、データ記憶装置のモータ関連パラメータの改善された制御を可能にし、これにより該データ記憶装置の改善された性能を可能にする。モータ速度は、特定的には当該データ記憶ディスクの読み取り又は書き込み位置に関連する回転周波数であり得る。当該データ記憶装置は、特定的には、ディスクからデータを読み取るデータ読取装置、ディスクにデータを書き込むデータ書込装置、又はデータをディスクに書き込む及びデータをディスクから読み取ることの両方を行うことが可能な組合せ型読取及び書込装置とすることができる。
【００１１】
本発明の１つのフィーチャによれば、前記決定する手段は前記好ましいモータ速度変更時間を該好ましいモータ速度変更時間に関連する少なくとも１つのエネルギ消費に応じて決定するよう動作する。
【００１２】
好ましくは、上記好ましいモータ速度変更時間は、エネルギ消費が低下される又は最少化されるように決定される。上記好ましいモータ速度変更時間は、特定的には、当該データ記憶装置の全体又は部分のエネルギ消費を該好ましいモータ速度変更時間の関数として決定すると共に該好ましいモータ速度変更時間を最低のエネルギ消費となるようなものとして選択することにより、決定することができる。かくして、電池寿命及び／又は当該データ記憶装置のサイズを改善することができる。
【００１３】
本発明の他のフィーチャによれば、前記少なくとも１つのエネルギ消費は、当該モータのエネルギ消費を含む。
【００１４】
本発明者は、モータの非常に遅い速度変更に対しては、該モータが所望の速度に達するまでに長時間が掛かる故に、高いエネルギ消費となることを理解した。典型的には、速度変更期間中においては、ディスクからデータを読み取り又はディスクにデータを書き込むことはできないが、当該システムの少なくとも一部はエネルギを消費する。更に、本発明者は、非常に速いモータ速度変更に対しては、モータの損失の増加によりエネルギ消費が増加することを理解した。本発明は、これらのパラメータに応じて好ましいモータ速度変更時間が決定されるのを可能にし、これにより当該モータの電力消費の低減又は最適化を達成することができる。モータのエネルギ消費は、典型的には、データ記憶装置の最も重大なエネルギ消費の１つであるので、全体のデータ装置のエネルギ消費の大幅な低減が達成され、これにより電池寿命の延長及び／又は当該データ記憶装置のサイズの減少を可能にする。
【００１５】
本発明の他のフィーチャによれば、当該データ記憶装置は、前記データインターフェースに結合され、該データインターフェースから第１の期間においてデータを第１データレートで入力すると共にデータを一層長い期間にわたり一層遅いデータレートで出力するように動作するような出力バッファを更に有する。
【００１６】
データは典型的にはデータ記憶ディスクから、当該データ記憶装置から必要とされるより大幅に高いデータレートで読み取ることができ、出力バッファは、これらの間のレートの調整を可能にする。即ち、該出力バッファは、モータが上記第１期間の間においてのみ活性状態になるのを可能にすることができ、これにより大幅は電力の低減を可能にする。しかしながら、これは結果として当該モータの不均一な非連続的な動作に、従って多くのモータ速度の変更になる。従って、この場合は、モータを好ましいモータ速度変更時間に応じて制御することが特に重要である。
【００１７】
本発明の他のフィーチャによれば、前記少なくとも１つのエネルギ消費は、前記第１期間に関連する第１のエネルギ消費と前記第２期間に関連する第２のエネルギ消費とを含む。
【００１８】
これは、前記好ましいモータ速度変更が最適化されるのを可能にする一方、個々の期間の長さの間の取引を可能にし、かくしてエネルギ消費低減の改善を可能にする。前記少なくとも１つのエネルギ消費は、全体の期間のエネルギ消費とすることもできるが、好ましくは部分期間のエネルギ消費である。この部分期間は、当該エネルギ消費が電力消費に対応するような一定のサイズのものとすることができるか、又は前記好ましいモータ速度変更時間の値に依存して前記第１又は第２期間の何れかの部分であるような期間のエネルギ消費とすることができる。
【００１９】
本発明の他のフィーチャによれば、当該データ記憶装置は前記第１期間外でモータのエネルギ消費を低減する手段を更に有し、前記第２のエネルギ消費は該モータのエネルギ消費が低減される際の該データ記憶装置のエネルギ消費である。好ましくは、第１のエネルギ消費は、モータのエネルギ消費を除く当該データ記憶装置のエネルギ消費を含むことができる。第１のエネルギ消費は、特定的には、モータのエネルギ消費を除く当該データ記憶装置のエネルギ消費に対応する第１成分と、該モータのエネルギ消費に対応する第２成分とを含むことができる。
【００２０】
好ましくは、前記好ましいモータ速度変更時間は、モータが活性状態である期間及び該モータが活性状態でない期間におけるエネルギ消費に応じて決定される。各期間における電力消費は、著しく相違する。そして、異なる期間における異なるエネルギ消費を考慮に入れる場合、前記好ましいモータ速度変更時間に応じてモータ速度変更時間を制御することにより、当該モータの制御、従って当該データ記憶装置の性能を最適化する大きな可能性が提供される。
【００２１】
本発明の他のフィーチャによれば、当該データ記憶装置は、該データ記憶装置の構成要素の少なくとも１つのエネルギ消費パラメータを測定する手段を更に有し、前記少なくとも１つのエネルギ消費が該少なくとも１つのエネルギ消費パラメータを含む。
【００２２】
好ましくは、上記少なくとも１つのエネルギ消費パラメータは、測定された値が当該データ記憶装置の上記構成要素の現在の状態の合理的な表示となるようにリアルタイムに又は充分な頻度で測定することができる。該構成要素のエネルギ消費は好ましくは該測定されたパラメータから決定される。該エネルギ消費パラメータは、例えば異なる動作条件においてモータにより流される電流とすることができる。また、エネルギ消費パラメータは、エネルギ消費を計算又は推定することが可能な、動作温度等の間接的パラメータとすることもできる。
【００２３】
これは、現在優勢な条件に動的に適合することができるような、当該モータの非常に効率的な動作を可能にする。著しく低減された電力消費を達成することができる。
【００２４】
本発明の他のフィーチャによれば、前記好ましいモータ速度変更時間はディスク回転上昇（spin up）時間である。ディスクの回転上昇は、特に頻繁であって、エネルギ消費的動作であり、従って特に有利なエネルギ消費低減は、この動作のための好ましいモータ速度変更時間を決定することにより達成することができる。
【００２５】
本発明の他のフィーチャによれば、モータ速度はディスクアクセス位置に依存し、好ましいモータ速度変更時間は、第１ディスクアクセス位置と第２ディスクアクセス位置との間でディスクアクセス位置のステップ状変化に関連付けられる。上記ディスクアクセス位置は、特定的には、ディスク読取位置又はディスク書込位置とすることができる。
【００２６】
この場合、好ましいモータ速度変更時間は、当該データ記憶装置が或るアクセス位置から他のものへジャンプするためのジャンプ時間と考えることができる。斯かるジャンプ時間は、特に頻繁でエネルギ消費的動作であり、従って特に有利なエネルギ消費低減は、この動作に対する好ましいモータ速度変更時間を決定することにより達成することができる。
【００２７】
本発明の他のフィーチャによれば、前記決定する手段は、第１アクセス位置に関連するディスクの第１回転周波数と第２アクセス位置に関連するディスクの第２回転周波数との間の回転周波数差に応じて上記好ましいモータ速度変更時間を決定するように動作する。
【００２８】
モータのエネルギ消費のようなモータパラメータは、典型的には、特に敏感であって、異なる動作条件の間の変化の量に依存し得る。回転周波数のステップに応じて好ましいモータ速度変更時間を決定することは、該好ましいモータ速度変更時間の最適値が特定のジャンプサイズ（例えば、回転周波数のステップ状変化のサイズ）に対して決定されるのを可能にする。上記第１回転周波数は、特定的には、当該モータが活性状態でない場合の回転周波数とすることができ、特定的には実質的に零とすることができる。
【００２９】
本発明の他のフィーチャによれば、当該データ記憶装置は、前記好ましいモータ速度変更時間と上記回転周波数差との間の関連付けを含むデータ記憶部を更に有し、前記決定する手段は前記好ましいモータ速度変更時間を該データ記憶部にアクセスすることにより決定するように動作する。
【００３０】
これは、前記好ましいモータ速度変更時間を決定する手段の少ない複雑さの構成を提供する。更に、これは上記好ましいモータ速度変更時間と回転周波数差との間の関係が製造の間において当該データ記憶装置に記憶されるのを可能にする。
【００３１】
本発明の他のフィーチャによれば、当該データ記憶装置は、更に、
−  前記好ましいモータ速度変更時間に関係する情報を出力する手段と、
−  モータ制御情報を入力する入力手段と、
を有し、
−  前記モータ制御手段は、前記モータを該モータ制御情報に応じて制御するように動作する。
【００３２】
これは、外部の手段がモータの制御を制御又は補助するのを可能にする。例えば、これは、アプリケーションが該固有の用途に適合するようにエネルギ消費と他のパラメータとの間の取引を選択するのを可能にする。これは、例えば、前記好ましいモータ速度変更時間が当該データ記憶装置を有する装置に対する残存電池寿命に依存するのを可能にすることができる。かくして、アプリケーション又は当該データ記憶装置を有する装置の改善された性能を達成することができる。
【００３３】
本発明の他のフィーチャによれば、前記モータ制御手段は、更に、モータをデータ記憶ディスクから読み取られたデータに応じて制御するように動作する。
【００３４】
これは、例えば、どのディスクが読み取られているかに依存するモータ動作を可能にし、又はアプリケーションがモータの制御を制御若しくは補助するのを可能にする。このように、特定的には、当該データ記憶ディスクからのデータを利用するアプリケーションが、前記制御手段の全て又は一部を構成することができる。
【００３５】
本発明の他のフィーチャによれば、当該データ記憶装置は光データ記憶装置であり、前記データ記憶ディスクは光記憶ディスクである。
【００３６】
これは、低エネルギ消費を持つような高度に効率的な光ディスク記憶装置を可能にする。該データ記憶装置は、特定的には、小フォームファクタ光（ＳＦＦＯ）ディスク読取器とすることができる。
【００３７】
本発明の第２の態様によれば、データ記憶ディスクを回転させるモータを有するデータ記憶装置用のモータ制御信号を発生する方法であって、前記データ記憶ディスクへ又はからデータを第１データレートで転送するステップと、好ましいモータ速度変更時間を決定するステップと、前記モータを前記好ましいモータ速度変更時間に応じて速度変更を実行するように制御するよう作用するようなモータ制御信号を発生するステップとを有する方法が提供される。
【００３８】
本発明の、これら及び他の態様、フィーチャ及び利点は以下に説明する実施例から明らかとなり、斯かる実施例を参照して解説されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して例示のみとして説明する。
【００４０】
以下の説明は、ＣＤ、ＤＶＤ又は特に小フォームファクタ光（ＳＦＦＯ）ディスクのような光記憶ディスク用のデータ記憶装置に適用可能な、本発明の一実施例に焦点を当てる。しかしながら、本発明は斯かるアプリケーションに限定されるものではなく、例えば磁気記憶ディスク又は光磁気記憶ディスク用のデータ記憶装置を含む多くの他のデータ記憶装置に関連して使用することもできることが分かる。
【００４１】
以下の説明は、データが記憶ディスクから転送されるようなデータ読取装置に適用可能な実施例に焦点を合わせているが、本発明が、例えばデータが記憶ディスクに転送されるようなデータ書込装置にも等しく適用可能であることは明らかであろう。
【００４２】
図１は、本発明の好ましい実施例によるデータ記憶装置１０１のブロック図を示す。
【００４３】
本発明の好ましい実施例によれば、データ記憶装置１０１は回転するデータ記憶ディスクからデータを読み取るように動作するようなデータインターフェース１０３を有し、上記データ記憶ディスクは好ましい実施例では光ディスク１０５である。好ましい実施例においては、データ記憶装置１０１は小フォームファクタ光（ＳＦＦＯ）データ記憶装置であり、光ディスク１０５はＳＦＦＯディスクである。
【００４４】
データ記憶装置１０１が、動作中に光ディスクを装填し、保持し及び取り出すための所要の機械的装置を有することは明らかであろう。如何なる好適な機械的装置を使用することもでき、当業者であれば、特定のアプリケーションに適した如何なる好適な方法又は設計規準も適用することができる。記憶ディスクを回転させるためのデータ記憶装置の構成に関し種々の機械的装置が従来既知であり、これらは明瞭化及び簡略化のために、ここではこれ以上説明しない。
【００４５】
データインターフェース１０３は、記憶された光学情報をレーザを用いて読み取ることにより、回転する光ディスク１０５からデータを読み取る手段を有している。該光学データは電気的データ信号に変換される。データインターフェース１０３は、従来良く知られているようにエラー訂正機能を更に有することができる。好ましい実施例においては、データインターフェース１０３は出力バッファ１０７に結合される。
【００４６】
斯かる光ディスクから読み取られたデータは典型的には不連続なデータストリームであり、出力データの期間は、データインターフェース１０３からデータが出力されないような期間により分離されている。斯かる非活性期間は、例えばディスク上の読取位置を変更するため又はディスクを回転上昇（spinning up）するため等に要した期間に対応する。即ち、データがディスクから読み取られるデータレートは当該データ記憶装置から必要とされる出力レートよりも大幅に高くすることができ、従って、データはディスクから非活性電力停止期間により分断された短いバーストとして読み取ることができる。上記出力バッファは、連続したデータ出力を提供すると共に、データインターフェース１０３の最大データレートと該バッファ出力の平均データレートとの間のレート調整を可能にする。
【００４７】
他の実施例では、データ記憶装置１０１は出力バッファを有さず、代わりにデータインターフェースから不連続なデータストリームを出力することができる。
【００４８】
出力バッファ１０７は、当該データストリームを、例えばコンピュータ、ＰＤＡ、個人用音楽システム又は携帯電話等の外部ソースへ出力するのに適したインターフェースを更に有する。
【００４９】
データ記憶装置１０１は、光ディスク１０５を回転させるためのモータ１１１も有している。該モータがディスクを回転することを可能にするためには如何なる好適な装置を使用することもできるが、好ましい実施例では、当該モータの軸が、光ディスク１０５が固定されるスピンドルに回転的に且つ機械的に連結される。好ましい実施例においては、光ディスク１０５の速度又は回転周波数とモータ１１１の速度又は回転周波数との間には直接的対応性が存在する。
【００５０】
好ましい実施例では、上記モータはモータコントローラ１１３に接続され、該コントローラは上記モータ、特には該モータの速度（又は回転周波数）を、従って回転するディスクの速度（又は回転周波数）を制御するよう動作する。即ち、モータコントローラ１１３は、モータ１１１に供給された場合に該モータ１１１に所望の速度を有させるような電圧及び／又は電流を発生するよう動作する。このようにして、モータ速度は、該電気的制御信号の値を動的に変化させるモータコントローラ１１３により動的に制御することができる。
【００５１】
好ましい実施例においては、モータコントローラ１１３は、従来良く知られているように、データ読取動作中における適切なモータ速度を保証するために測定手段、制御ループ帰還手段等を有している。即ち、データ読取動作中において、モータコントローラ１１３は当該データ記憶装置から制御帰還を受けることができる。該帰還は、モータ速度を、回転するディスクの回転周波数が現データ読取位置に適したものとなるように制御するために使用することができる。
【００５２】
好ましい実施例では、モータコントローラ１１３は、好ましいモータ速度変更時間を決定するよう動作する速度変更プロセッサ１１５に結合される。このように、好ましい実施例では、当該データ記憶装置１０１によりモータの速度変更が必要とされる場合、例えばモータが非活性期間に続いて再起動される場合に、速度変更プロセッサ１１５が起動される。この場合、該プロセッサは当該モータが速度を現速度から所望の速度に変更するための好ましい期間を決定する。次いで、この好ましいモータ速度変更時間はモータコントローラ１１３に供給され、該コントローラは、モータ１１１を、モータ速度変更を実質的に該好ましいモータ速度変更時間内で達成するように制御する。
【００５３】
本発明者は、モータの速度の変化に関連する多くのパラメータが速度変更の期間に依存すると共に、データ記憶装置のモータを好ましいモータ速度変更時間に応じて制御することにより有利な性能を達成することができることを解悟した。例えば、特別に臨界的なパラメータの値をモータ速度変更時間の関数として決定することができ、モータ速度変更に対する好ましい時間を該臨界的パラメータの最適値となるようなものとして決定することができる。次いで、モータは、モータ速度変更を略該時間内に達成し、これにより当該臨界的パラメータに対して最適な効果が得られるように制御することができる。
【００５４】
上記好ましいモータ速度変更時間を決定するためには、如何なる好適なパラメータ、規準又はアルゴリズムを使用することもできることが分かる。しかしながら、好ましい実施例では、上記好ましいモータ速度変更時間は、該好ましいモータ速度変更時間に関連する１以上のエネルギ消費に応じて決定される。
【００５５】
例えば、モータのエネルギ消費を、好ましいモータ速度変更時間に応じて決定することができる。極端に短いモータ速度変更時間は、大きな電圧及び／又は電流がモータに供給されることを要し、これにより損失の増加、従って相対的に大きなエネルギ消費となる。しかしながら、長いモータ速度変更時間の場合、モータは長時間（その間、データはディスクから読み取られない）にわたり動作状態となり、従って、この期間のエネルギ消費は大きくなるであろう。従って、最適なモータ速度変更時間はエネルギ消費が最小となる点に存在する。
【００５６】
一実施例においては、モータを、損失を異なるモータ速度変更時間に対して予め定めることができるように事前特徴付けすることができる。この場合、速度変更プロセッサ１１５は好ましいモータ速度変更時間を単にテーブルのルックアップに応じて決定することができる。他の実施例では、モータのパラメータ及び特性が記憶され、速度変更プロセッサ１１５により当該好ましいモータ速度変更時間を計算するために使用することができる。
【００５７】
好ましい実施例においては、前記出力バッファは、前記データインターフェースからのデータが第１期間において第１データレートで入力されるのを可能にする。該データは、より長い期間にわたり一層遅いデータレートで出力することができる。例えば、データインターフェース１０３からのデータレートは、出力バッファ１０７の出力データレートより１０倍高くすることができる。この例では、データは上記時間の約１０％の間でのみ読み取られ、モータは残りの時間では停止することができる。この場合、好ましいモータ速度変更時間は、異なる期間における異なる電力又はエネルギ消費を考慮することにより決定することができる。このように、好ましいモータ速度変更時間は、例えば、当該データ記憶装置の異なる動作条件に対応する異なる期間における相対的エネルギ消費に応じて決定することができる。
【００５８】
即ち、上記好ましいモータ速度変更時間は、モータが低下された電力で動作している期間、又は特定的にはモータが停止している際と比較して、モータが活性状態である期間のエネルギ消費に応じて決定することができる。
【００５９】
好ましい実施例においては、上記好ましいモータ速度変更時間はディスク回転上昇時間に対して決定される。前述したような不連続モードで動作する出力バッファを備えるようなデータ記憶装置の場合、モータは各サイクルにおいて停止される。従って、新たな読取動作が開始される際には常に、ディスクは最初に所望の回転周波数まで回転上昇されねばならない。この回転上昇のエネルギ消費は好ましいモータ速度変更時間に依存し、従って、この期間のエネルギ消費は好ましいモータ速度変更時間を決定することにより最少化することができる。
【００６０】
好ましい実施例においては、好ましいモータ速度変更時間は、更に、データ読取動作に関連するジャンプ時間に対して決定される。多くの光ディスク読取システムにおいては、ディスク読取データレートは一定である。ディスク読取位置の半径は変化するので、この結果として、ディスクの回転周波数は読取位置に依存するようになる。このように、典型的には、モータ速度はディスク読取位置に依存し、第１ディスク読取位置と第２ディスク読取位置との間でディスク読取位置のステップ状変化が生じ得る。読取位置の斯様なジャンプが発生する場合、モータの速度変更が必要となる。このようなジャンプは、単一のディスク読み取り期間において多数回発生し得る。本発明の好ましい実施例によれば、これらジャンプの幾つか又は全てに対する好ましいモータ速度変更時間が決定され、モータはそれに応じて制御される。
【００６１】
即ち、好ましいモータ速度変更時間は、好ましくは、少なくとも当該モータの特性及び第１ディスク読取位置に関連する当該ディスクの第１回転周波数と第２ディスク読取位置に関連する当該ディスクの第２回転周波数との間の回転周波数差に応じて決定される。このように、読取位置のジャンプが必要とされる場合、当該情報が速度変更プロセッサ１１５に渡され、該プロセッサは、好ましいモータ速度変更時間を、モータ特性及び第１読取位置から第２読取位置へのジャンプに要する回転周波数の差（並びに、例えば当該データ記憶装置の他の部分のエネルギ消費）を考慮して該ジャンプの最低エネルギ消費が得られるような好ましいモータ速度変更時間として決定する。例えば、回転周波数の差が小さいなら、短い好ましいモータ速度変更時間を決定することができ、回転周波数の変化が大きい場合は、より長い好ましいモータ速度変更時間を決定することができる。
【００６２】
一実施例においては、速度変更プロセッサ１１５は、好ましいモータ速度変更時間と回転周波数差との間の関連付けを有するようなルックアップテーブルを有することができる。この実施例では、速度変更プロセッサ１１５は好ましいモータ速度変更時間を当該データ記憶部にアクセスすることにより決定するよう動作する。
【００６３】
詳細には、上記ルックアップテーブルは、最もエネルギ効率的なジャンプ時間に関連付けられた異なるジャンプ距離を有することができる。このテーブルへのエントリは、モータ電力曲線及び当該システムの他の部分からの電力値から計算することができる。斯かる値はリアルタイムに計算することができるが、好ましくは事前に計算されて製造の間に当該テーブルに記憶されるようにする。ジャンプが必要とされる場合、このテーブルから速度変更プロセッサ１１５により最も電力効率的なジャンプ時間が取り込まれ、好ましいモータ速度変更時間として使用される。
【００６４】
幾つかの実施例においては、本データ記憶装置は、該データ記憶装置の構成要素の少なくとも１つのエネルギ消費パラメータを測定する手段を更に有する。例えば、当該データ記憶装置のモータ及び／又は他の部分の電力又はエネルギ消費に関連するパラメータをリアルタイムに測定し、好ましいモータ速度変更時間を計算するために使用することができる。これは、好ましいモータ速度変更時間が、種々のエネルギ消費パラメータの、予測されたというよりは実際の値を考慮しながら計算されるのを可能にする。
【００６５】
上記測定は、好ましくは、例えば異なるモータ速度変更時間に対する当該モータの電流の流れの測定のような、電力又はエネルギ消費の直接的測定とする。このように、モータの速度変化が生じる場合には常に、該モータのエネルギ消費を測定し、モータのエネルギ消費及びモータの速度変更時間を関連付けるデータを連続的に更新することができる。他の実施例では、間接的測定も実行することができる。例えば、モータに対しては、該モータの温度に依存して異なる電力曲線が存在し得る。従って、モータの温度が測定され、モータのエネルギ消費を導出するために使用することができる。
【００６６】
携帯型アプリケーション用の小フォームファクタ光（ＳＦＦＯ）ディスクシステムを指向する特別な実施例を、以下に更に詳細に説明する。斯様なアプリケーションにとっては、データ記憶装置が非常に小さな寸法（例えば、３６.４ｘ４２.８ｘ５ｍｍ）を有することが重要である。更に、ディスクの記憶容量は高くなければならず（１ＧＢ又はそれ以上）、該データ記憶装置の電力放散は小さくなければならない。斯かる放散を可能な限り低く保つためには、或る時間における当該データ記憶装置の異なる部分の電力放散についての知識を利用することが有利である。特定の実施例は、ファイルを読み取る又は書き込む場合のディスク上の異なるロケーションへのジャンプの間における、及び読み取り又は書き込み直前のディスクの回転上昇の間における電力の低減に向けられるものである。
【００６７】
ＳＦＦＯストリーミングアプリケーションの場合、ビットレートは典型的には０.５〜１Ｍbpsの程度である一方、データ記憶装置は典型的には３６Ｍbpsまでのデータレートを扱うことができる。従って、電力を節約するためには、出力バッファを使用するのが有利である。時たま、当該バッファが３６Ｍbpsのデータレートで充填されると、その後、データ記憶装置は殆ど完全に停止され、該バッファが例えば１Ｍbpsのレート（アプリケーションのデータレート）で読み出されるのを可能にする。この様にして、当該データ記憶装置は時間の一部の間だけ活性状態となり、これは結果として大きな電力低減となる。この方法は、或る数のフェーズを含む動作サイクルを有するようなデータ記憶装置につながる。例えば、該サイクルは、スピンドルモータがディスクを所望の回転周波数まで加速する回転上昇（spin up）フェーズ、読み取り／書き込み前に光学系が初期化される光学系初期化フェーズ、ディスク上の正しい物理アドレスがサーチされる（複数の）サーチフェーズ、（複数の）読取／書込フェーズ、ディスク上の異なるロケーションに対しジャンプが実行される（複数の）ジャンプフェーズ、及び当該データ記憶装置は殆ど非活性状態であるが前記バッファは読み出されるようなバッファフェーズを含むことができる。
【００６８】
図２は、この方法によるデータ記憶装置の動作サイクルを図示している。図２は１サイクルを示し、該サイクルは異なるフェーズに分割される。このように、図２は、回転上昇フェーズ２０１、光学系初期化フェーズ２０３、（複数の）サーチフェーズ２０５、（複数の）読取／書込フェーズ２０７、（複数の）ジャンプフェーズ２０９及びバッファフェーズ２１１を含むサイクルの一例を示している（図２は、一緒にグループ化された異なるジャンプ／サーチ／読取／書込フェーズを示している）。例えば、複数のジャンプが発生する場合、これらは全てフェーズ２０９に一緒にグループ化され、かくして、フェーズ２０９の合計期間はサイクル当たりの合計ジャンプ時間（即ち、当該サイクルにおける全てのジャンプの個々のジャンプ時間の総和）となる。
【００６９】
図３は、図２に示した（且つ、図２におけるのと同じ順序で配列された）異なるフェーズの間における電力消費の一例を示している。見られるように、バッファ期間２０１の間における電力消費は、モータが活性状態であるフェーズの間における電力消費より大幅に低い。各期間、即ちフェーズ、のエネルギ消費は、図３に示す電力消費を図２に示したフェーズの期間により乗算することにより決定することができる。
【００７０】
以下においては、如何にして好ましいモータ速度変更時間を特定の実施例に対して決定することができるかについての特定の例が示される。即ち、第１読取位置と第２読取位置との間の読取位置のステップ状変化に関連するジャンプ時間に対する好ましいモータ速度変更時間が示される。
【００７１】
好ましいジャンプ時間は、所望の回転周波数、スピンドルモータの加速及びサイクル当たりにとられるべきジャンプ数に依存する。所与のサイクル時間（ユーザデータレート及びバッファのサイズにより与えられる）に対して、ジャンプ時間の増加は、バッファ時間の減少を意味する（即ち、他の時間は略一定と仮定する）。ジャンプの電力はバッファの電力よりも大幅に高いので、ジャンプ時間は可能な限り短くするのが好ましい。しかしながら、定線速度（ＣＬＶ）システム（即ち、データがレーザスポットを読取位置に無関係に同一速度で通過するようなシステム）の場合、小さなジャンプ時間は、スピンドルモータの加速／減速を非常に高速で実行しなければならず、これによりジャンプの間にモータ及びモータ駆動部におけるエネルギ放散が増加することを意味する。最も低いエネルギ消費を見付けるためには、下記の方程式を解く必要がある：
【数１】
2006525618.tif 000003
ここで、
tjumpは、ジャンプフェーズの好ましい期間であり、
Psystem,jumpは、ジャンプの間に活性状態である当該データ記憶装置の全ての部分（モータは除く）の電力消費であり、
Psystem,bufferは、バッファフェーズの間に活性状態である当該データ記憶装置の全ての部分の電力消費であり、
Pmotor,spin_up/downは、ジャンプの間における当該モータの回転上昇／低下がtjump内に達成されなければならない場合に、該モータにおいて消費される電力である。これは、勿論、モータ周波数の必要とされる変化、従ってジャンプ距離に依存する。
【００７２】
好ましいモータ速度変更時間tjumpは、以下のようにして見付けることができる。
【００７３】
最初に、モータ電力が時間の関数として計算される：
【数２】
2006525618.tif 000004
ここで、
Tairは空気摩擦トルクであり、
Tbearingはベアリング摩擦トルクであり、
Jtotはディスク、ハブ及びモータの全慣性であり、
ωttmはジャンプにおける回転周波数の全変化であり、
Ktはモータ定数であり、
Reはモータの電気抵抗であり、
VbackEMF = Kt * ωttm
である。
【数３】
2006525618.tif 000005
と設定すると、
【数４】
2006525618.tif 000006
となる。ジャンプの間に使用される全（追加）エネルギは、
【数５】
2006525618.tif 000007
により与えられる。最小値を見付けるために、上記式の第１導関数が決定される：
【数６】
2006525618.tif 000008
【００７４】
かくして、好ましいモータ速度変更時間は前記パラメータ及びモータ特性から決定することができる。
【００７５】
上記計算は、更なるパラメータを考慮することにより一層正確に行うことができる。例えば、上述した計算において、モータ駆動部の電力消費は考慮されていない。他の実施例では、より簡単な計算を行うことができ、より少ないパラメータしか考慮されない。
【００７６】
図４は、本発明の一実施例によるデータ記憶装置に関し、好ましいモータ速度変更時間の関数としてのエネルギ消費の一例を示している。図４において、曲線４０１はモータのエネルギ消費をジャンプ時間の関数として示している。曲線４０１は、利用可能なジャンプ時間が長くなると、エネルギ使用が減少することを示している。曲線４０３は、当該システムのモータ以外のエネルギ消費を示している。モータを除くシステムに対し、ジャンプフェーズとバッファフェーズとの間の電力差は一定であるので、所与のジャンプ時間に対するジャンプの結果としての余分なエネルギ使用に関しては線形に増加する曲線となる。曲線４０５は、ジャンプの間の当該データ記憶装置における全エネルギ使用をジャンプ時間長の関数として示している。見られるように、エネルギ消費は或るジャンプ時間に対応する明瞭な最小点を有している。
【００７７】
最もエネルギ効率的回転上昇時間は、エネルギ最小点及び対応する好ましいモータ速度変更時間tspin-upを決定することにより、同様の方法で見付けることができる：
【数７】
2006525618.tif 000009
【００７８】
図５は、本発明の一実施例によるデータ記憶装置１０１におけるディスク回転上昇に関しエネルギ消費の一例を好ましいモータ速度変更時間の関数として示す。全エネルギ消費が曲線５０１により示され、最小点を明瞭に示している。
【００７９】
最もエネルギ効率的な回転上昇時間は、一般的に、最もエネルギ効率的なジャンプ時間よりより大きい。この理由は、回転上昇の間においてはジャンプの間におけるよりも全システムのうちの一層小さな部分しか活性状態である必要がない、即ち、バッファフェーズと回転上昇フェーズとの間のシステム電力の差は、バッファフェーズとジャンプフェーズとの間よりも小さく、モータが回転上昇を実行するのに一層多くの時間を掛けることが可能であるからである。言い換えると、回転上昇に対しては、モータの電力放散が、ジャンプに対するよりも全放散において一層大きな役割を果たす。
【００８０】
幾つかの実施例においては、当該データ記憶装置は、上記好ましいモータ速度変更時間に関する情報を出力する制御出力インターフェース及びモータ制御情報を入力する制御入力インターフェースを更に有することができる。これらの実施例においては、モータコントローラ１１３は、入力手段により入力された上記モータ制御情報に応じてモータを更に制御するよう動作する。
【００８１】
詳細には、好ましいモータ速度変更時間を決定する場合に速度変更プロセッサ１１５により使用される種々のテーブル及び特性は、当該データ記憶装置を用いるアプリケーションにとりアクセス可能とすることができる。これは、該アプリケーションが当該データ記憶装置の動作に影響を及ぼすのを可能にする。かくして、データ記憶装置１０１を使用するアプリケーションは、例えばエネルギ消費とデータレートとの間のような、異なるパラメータの間での取引を特別に実行することができる。
【００８２】
幾つかの実施例においては、モータ制御手段は、モータを光ディスクから読み取られたデータに応じて制御するように更に動作する。例えば、アプリケーションは光ディスクから取り込むことができ、このアプリケーションはモータコントローラ１１３及び速度変更プロセッサ１１５の前述した機能の全て又は一部を有することができる。このように、特定的には、該アプリケーションが当該データ記憶装置のモータを動作させ、これにより柔軟性を増加させることができる。
【００８３】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの如何なる組み合わせをも含む如何なる好適な形態でも実施化することができる。しかしながら、好ましくは、本発明は少なくとも部分的には、１以上のデータプロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサ上で動作するコンピュータソフトウェアとして実施化される。本発明の実施例の構成要素及び部品は、如何なる好適な方法でも物理的、機能的及び論理的に実施化することができる。確かに、機能は、単一のユニットと内で、複数のユニット内で、又は他の機能ユニットの一部として実施化することができる。それ自体で、本発明は単一のユニット内で実施化することができるか、又は異なるユニット及びプロセッサの間に物理的に及び機能的に分散させることもできる。
【００８４】
以上、本発明を好ましい実施例に関連して説明したが、これは本明細書で述べた特定の形態に限定されることを意図するものではない。むしろ、本発明の範囲は添付請求項によってのみ限定されるものである。請求項において、有するなる用語は他の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。更に、個々に掲載されていても、複数の手段、要素又は方法ステップは、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実施化することができる。更に、個々のフィーチャは異なるクレームに含まれているかも知れないが、これらは有利に組み合わされ得る場合もあり、異なるクレームに含まれることが、フィーチャの組み合わせが可能及び／又は有利ではいことを意味するものではない。更に、単数形の表示は複数を排除するものではない。かくして、“１つの”、“第１の”、“第２の”等の表示は複数を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は、本発明の一実施例によるデータ記憶装置のブロック図を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施例によるデータ記憶装置に関する動作サイクルを図示する。
【図３】図３は、本発明の一実施例によるデータ記憶装置の異なるフェーズの間における電力消費の一例を示す。
【図４】図４は、本発明の一実施例によるデータ記憶装置におけるディスクジャンプに関してエネルギ消費の一例を好ましいモータ速度変更時間の関数として示す。
【図５】図５は、本発明の一実施例によるデータ記憶装置におけるディスク回転上昇に関してエネルギ消費の一例を好ましいモータ速度変更時間の関数として示す。
【図１】
2006525618.tif 000010
【図２】
2006525618.tif 000011
【図３】
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【図４】
2006525618.tif 000013
【図５】
2006525618.tif 000014
【国際調査報告】
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2006525618.tif 000016