數(shù)據存儲設備的掉落狀態(tài)確定的制作方法
【專利摘要】確定電子設備如數(shù)據存儲設備(DSD)何時掉落。接收指示在一時間段期間電子設備的加速度的輸入。使用該輸入計算分類器函數(shù)，并基于分類器函數(shù)的計算值確定電子設備是否掉落。在校準過程期間，記錄表示電子設備的多個真實掉落和多個虛假掉落的加速度值。使用記錄的加速度值為加權的分類器函數(shù)設置加權值，并將加權的分類器函數(shù)存儲在電子設備的存儲器內。
【專利說明】數(shù)據存儲設備的掉落狀態(tài)確定
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年7月23日提交的美國臨時申請61/857, 449 (律師案卷編號 T6526.P)的權益，在此通過引用將其整體納入。

【技術領域】

【背景技術】
[0003] 電子設備常常使用數(shù)據存儲設備（DSD)將數(shù)據記錄在記錄介質上，或從記錄介質 再現(xiàn)數(shù)據。隨著電子設備的移動性日益變高，因事件如電子設備滑落引起的對DSD的機械 沖擊的風險也在增加。為了防止對DSD的損害，一些DSD如果感應到所述電子設備或DSD 掉落，可以在沖擊之前采取預防動作。在包含旋轉磁盤作為記錄介質的DSD的實例中，掉落 期間將磁頭移離磁盤以防止在掉落后發(fā)生沖擊時磁頭與磁盤之間接觸。磁頭與磁盤之間的 這種接觸會對磁盤造成損害，并造成磁盤上存儲的數(shù)據丟失。
[0004] 電子設備（諸如平板計算機）的移動性的增強和物理移動的增多也使得準確地確 定何時DSD處于掉落狀態(tài)（這與可能提供錯誤的掉落指示的一些其它類型動作截然不同） 變得更加困難。錯誤的掉落指示可能，例如，因和電子設備走或跑造成，或可能因作為具體 應用（諸如游戲）的部分的電子設備的移動造成。由于DSD采取了不必要的預防措施（例 如，虛假掉落期間將磁頭移離磁盤），錯誤的掉落指示能夠降低電子設備的性能。另一方面， 真實掉落期間沒有采取預防措施能對DSD造成嚴重損害，和/或丟失數(shù)據。


【發(fā)明內容】


【專利附圖】

【附圖說明】
[0005] 根據結合附圖闡述的下面詳細描述，本公開的實施例的特征及優(yōu)點將變得更明 顯。提供所述附圖及相關描述旨在示出本公開的實施例，并不限制所要求保護的范圍。附 圖標記在整個附圖中重復使用以指示所標記元件之間的對應關系。
[0006] 圖1示出根據一個實施例的數(shù)據存儲設備（DSD)的框圖。
[0007] 圖2為根據一個實施例的掉落確定過程的流程圖。
[0008] 圖3為根據一個實施例的掉落確定的校準過程的流程圖。
[0009] 圖4為描述圖3的校準過程中使用的邏輯函數(shù)的曲線圖。
[0010] 圖5示出根據一個實施例的掉落確定的測試結果。

【具體實施方式】
[0011] 在下列詳細描述中，闡述若干具體細節(jié)以提供對本公開的全面理解。然而，對本領 域技術人員來說，可以實現(xiàn)所公開的各種實施例而不需要一些所述具體細節(jié)是明顯的。在 其它實例中，沒有詳細示出已知結構及技術，以避免不必要地混淆各種實施例。
[0012] 圖1示出根據一個示例性實施例的與校準設備101通信的數(shù)據存儲設備（DSD) 100 的框圖。DSD 100能夠是或形成電子設備（諸如計算機系統(tǒng)（例如，臺式機、移動計算機/ 膝上計算機、平板計算機、智能手機等））或其他電子設備（如數(shù)字錄象機0WR))的部分。 在一個實施例中，在DSD 100制造期間能夠使用校準設備101以測試或編程DSD 100的固 件10。本領域技術人員將理解，DSD 100和校準設備101能夠包含比圖1所示的那些元件 更多或更少的元件。
[0013] 如圖1所示，校準設備101包括存儲器105和處理器103,其能夠執(zhí)行校準過程以 進行掉落確定，諸如下文關于圖3所述的過程。能夠使用執(zhí)行指令的一個或更多個處理器 實現(xiàn)處理器103,并且處理器103能夠包括微控制器、數(shù)字信號處理器（DSP)、專用集成電路 (ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)、硬連接邏輯、模擬電路和/或其組合。存儲器105能夠 包括用于存儲數(shù)據的易失性和/或非易失性存儲器。在圖1的實例中，存儲器105存儲用 于校準DSD 100的掉落確定過程的加速度值15、權值25和掉落指示符35。
[0014] 在一個實施例中，DSD 100包括能夠執(zhí)行本文所述的掉落確定過程的控制器122。 能夠使用執(zhí)行指令的一個或更多個處理器實現(xiàn)控制器122,并且控制器122能夠包括微控 制器、數(shù)字信號處理器OSP)、專用集成電路（ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)、硬連接邏 輯、模擬電路和/或其組合。
[0015] 在圖1的實例中，DSD 100包括旋轉磁盤102和連接到致動器130的遠端的磁頭 129,致動器130由音圈電機（VCM) 132旋轉以將磁頭129定位在磁盤102上方。磁頭129 至少包括用于從磁盤102讀取數(shù)據的讀取元件（未示出）和用于在磁盤102上寫數(shù)據的寫 入元件（未示出）。
[0016] 磁盤102包括若干用于存儲數(shù)據的徑向間隔的同心軌道，并能夠形成磁盤組（未 示出）的部分，其中磁盤組能夠包括磁盤102下面的額外磁盤。
[0017] 參考圖1，DSD 100還可以選擇性地包括用于存儲數(shù)據的固態(tài)非易失性存儲器 (NVM)128,例如用作高速緩存或DSD 100的固態(tài)混合驅動器（SSHD)實現(xiàn)的部分。NVM 128 存儲能夠包括計算機可讀指令的固件10, DSD 100使用計算機可讀指令實現(xiàn)下述掉落確定 過程。
[0018] 雖然本文描述一般針對固態(tài)NVW，但應理解，固態(tài)存儲器可以包括一種或更多種不 同類型的存儲設備，例如閃存集成電路、硫系RAM(C-RAM)、相變存儲器（PC-RAM或PRAM)、 可編程金屬化單元RAM(PMC-RAM或PMCm)、雙向通用存儲器（0UM)、阻抗存儲器RAM(RRAM)、 NAND存儲器（例如，單級單元（SLC)存儲器、多級單元（MLC)存儲器或其任意組合）、N0R存 儲器、EEPR0M、鐵電存儲器（FeRAM)、磁阻RAM(MRAM)、其它分立NVM(非易失性存儲器）芯片 或其任意組合。
[0019] 易失性存儲器124能夠包括，例如DRAM。易失性存儲器124中存儲的數(shù)據能夠包 括從磁盤102讀取的數(shù)據、將要寫到磁盤102的數(shù)據和/或DSD 100的指令，例如從固件10 載入到易失性存儲器124的指令。
[0020] 接口 126被配置為接合DSD 100與校準設備101，并根據標準（例如，如PCI express (PCIe)、串行高級技術附件（SATA)或串行連接SCSI (SAS))接合。如本領域技術人 員理解的，能夠包括接口 126作為控制器122的部分。雖然圖1描述校準設備101和DSD 100協(xié)同定位（co-location),但在其它實施例中，這兩者不必物理上同地協(xié)作。在這種實 施例中，DSD 100可以遠離校準設備101設置，并經網絡接口連接到校準設備101。當沒有 校準DSD 100時，校準設備101可以與DSD 100斷開。
[0021] DSD 100還包括主軸電機（SM) 138,其用于在寫數(shù)據到磁盤102或從磁盤102讀取 數(shù)據時旋轉磁盤102。SM 138和VCM 132連接到控制器122,控制器122包括控制電路（諸 如伺服控制器），以分別利用VCM控制信號30和SM控制信號34控制SM 138和VCM 132。 這些控制信號能夠是，例如，用于控制VCM 132和SM 138的旋轉的控制電流。
[0022] 傳感器134被配置為檢測DSD 100的加速度，并能包括，例如，具有3個自由度的 XYZ傳感器。在其它實施例中，傳感器134能夠包括具有6個自由度的傳感器，例如XYZ-YPR 傳感器。能夠將檢測到的加速度輸入控制器122,以確定DSD 100何時處于掉落狀態(tài)。例如， 傳感器134可以檢測DSD 100處于自由掉落狀態(tài)或DSD 100處于傾斜掉落狀態(tài)（其中，在 DSD 100的至少一部分滑落時DSD 100繞軸線旋轉）?？刂破?22接著可以實施保護措施 以在沖擊之前防止DSD 100受損。具體地，控制器122能夠通過VCM控制信號30控制VCM 132以將磁頭129移離磁盤102,從而試圖避免沖擊期間磁頭129與磁盤102間的接觸。磁 頭129與磁盤102間的接觸能夠導致磁盤102受損，并丟失磁盤102上存儲的數(shù)據。
[0023] 在其它實施例中，傳感器134可以是與DSD 100通信的主機（未示出）的部分，并 位于與DSD 100相同的設備內。在這些實施例中，控制器122可以經接口 126接收傳感器 134的輸入。
[0024] 圖2為根據一個實施例的DSD 100操作期間控制器122能夠執(zhí)行的掉落確定過程 的流程圖。當磁頭129置于磁盤102上方時，在框200開始該過程。正常操作期間，由于 磁頭129與磁盤102表面之間的氣流，磁頭129浮動在磁盤102表面上方。所述氣流由SM 138旋轉磁盤102產生。如上所述，磁盤102與磁頭129之間的接觸能夠損害磁盤102,并 導致磁盤102丟失數(shù)據。為了防止這種損害和數(shù)據丟失，在檢測到掉落時，控制器122將磁 頭129移離磁盤102。然而，在DSD 100實際上沒有掉落時，由于中斷了 DSD 100的正常操 作，磁頭129的這種移動能夠導致DSD 100的性能降低。因此，圖2的掉落確定過程尋求區(qū) 分傳感器134檢測到的真實掉落和虛假掉落。
[0025] 在框201，控制器122從傳感器134接收指示初始時間段期間DSD 100的加速度的 初始輸入。在一個實施方式中，來自傳感器134的輸入可以包括在15ms的初始時間段上每 lms傳感器134檢測到的每一維的一系列加速度值。在傳感器134為三軸線XYZ傳感器的 情況下，框201接收到的輸入能夠包括初始時間段期間的x維、y維和z維的每個中的加速 度值。
[0026] 在框202, DSD 100的控制器122確定框201接收到的初始輸入是否已達到初始加 速度閾值。所述初始加速度閾值可以是傳感器134檢測到的每維的加速度集合。例如，在 傳感器134為XYZ傳感器的實施方式中，所述初始加速度閾值可以是傳感器134檢測到的 三維的每維中的0. 6倍的重力加速度常數(shù)G的值。在其它實施例中，當傳感器134已經檢 測到整個初始時間段內所測的每維中的加速度小于或等于0.6G時，可以達到初始加速度 閾值。如果在框202中沒有達到初始加速度閾值，則該過程返回框201以從傳感器134接 收另一個初始輸入。
[0027] 假如在框202中已達到初始加速度閾值，則能夠觸發(fā)控制器122以在框203中從 傳感器134接收指示初始時間段之后的時間段期間DSD 100的加速度的另一個輸入。如下 面更具體討論的，控制器122對所述輸入的評估能夠用于試圖確認框202中達到初始加速 度閾值所導致的觸發(fā)指示真實的掉落狀態(tài)。
[0028] 第二時間段可以比初始時間段長，且能夠基于DSD 100的安全掉落時間，其中，長 于安全掉落時間的掉落時間對DSD 100造成損害的可能性更大。例如，大多數(shù)情況下，DSD 100能夠承受從8. 6cm的高度掉落而不受損。接著可以基于8. 6cm的高度對應的132ms的 掉落時間來設置第二時間段。在這個實例中，可以將第二時間段設為40ms，以允許有15ms 確定框202中是否已達到初始加速度閾值，允許有60ms的留放時間將磁頭129移離磁盤 102,并允許在132ms或更多時沖擊發(fā)生之前有17ms的安全裕量。通過以這種方式設置第 二時間段，可能普遍減少DSD 100受損的可能性，因為應該有足夠時間確認真實掉落，并在 可能損害DSD 100的掉落引起的沖擊之前將磁頭129移離磁盤102。當然，在其它實施例 中，能夠設置不同的第二時間段以滿足不同的設計標準。
[0029] 在框204中，控制器122使用在框203中從傳感器134接收的輸入來計算分類器 函數(shù)。分類器函數(shù)能夠用作二值分類器來確定DSD 100是否處于真實掉落狀態(tài)或DSD 100 是否正在經歷類似于虛假掉落狀態(tài)中的掉落的動作。在一個實施例中，通常能將所述分類 器函數(shù)表示為下列方程1所示的，從而提供真實掉落或虛假掉落的二值分類。
[0030] c = f (xj. . . xn, yj. . . yn, Zj. . . zn)方程 1
[0031] c彡0,真實掉落
[0032] c<0,虛假掉落
[0033] 在方程1中，Xp .. xn能夠表示在從時間1至時間n(例如，1ms至40ms)的采樣期 間傳感器134在x維檢測到的加速度。類似地， yi. .. yn能夠表示從時間1至時間n傳感器 134在y維檢測到的加速度，而Zp .. zn能夠表示從時間1至時間n傳感器134在z維檢測 到的加速度。例如，這些加速度的值能夠由控制器122暫時存儲在易失性存儲器124中。接 著，控制器122能夠使用分類器函數(shù)的計算值來確定DSD 100實際上是否掉落。
[0034] 在一個實施例中，分類器函數(shù)可以采取包含源自輸入的值的加權和的函數(shù)的形 式，例如：
[0035]

【權利要求】
1. 一種數(shù)據存儲設備，即DSD,包括： 用于存儲數(shù)據的存儲器；和 控制器，其被配置為： 接收指示在一時間段期間所述DSD的加速度的輸入； 使用所述輸入計算分類器函數(shù)；W及 基于所述分類器函數(shù)的計算值，確定所述DSD是否掉落。
2. 根據權利要求1所述的DSD，其中所述分類器函數(shù)包括源自所述輸入的值的加權和。
3. 根據權利要求2所述的DSD，其中加權所述分類器函數(shù)被設置為所述DSD的制造過 程的部分。
4. 根據權利要求2所述的DSD，其中所述控制器進一步被配置為在所述DSD操作期間 調整所述分類器函數(shù)的加權。
5. 根據權利要求2所述的DSD，其中對所述分類器函數(shù)加權W將真實掉落確定的精確 度提高到高于虛假掉落確定的精確度。
6. 根據權利要求2所述的DSD，其中通過最小化表示所述DSD的真實掉落和虛假掉落 的輸入的成本函數(shù)來確定所述分類器函數(shù)的加權。
7. 根據權利要求6所述的DSD，其中所述成本函數(shù)包括邏輯函數(shù)。
8. 根據權利要求1所述的DSD，其中所述輸入包括所述時間段期間檢測的所述DSD的 加速度的一系列加速度值。
9. 根據權利要求8所述的DSD，其中所述控制器被進一步配置為使用所述一系列加速 度值中的加速度值的絕對值來計算所述分類器函數(shù)。
10. 根據權利要求8所述的DSD，其中所述控制器進一步被配置為使用所述一系列加速 度值中的加速度值的平方來計算所述分類器函數(shù)。
11. 根據權利要求1所述的DSD，其中所述控制器被進一步配置為： 接收指示在所述時間段之前的初始時間段期間，所述DSD的加速度的初始輸入；W及 在計算所述分類器函數(shù)之前，確定所述初始輸入是否已經達到初始加速度闊值。
12. 根據權利要求11所述的DSD，其中所述初始加速度闊值基于重力加速度常數(shù)的一 部分。
13. 根據權利要求11所述的DSD，其中所述初始輸入包括所述初始時間段期間檢測的 所述DSD的加速度的一系列初始加速度值，并且其中所述控制器被進一步配置為在所述一 系列初始加速度值中的每個加速度值小于或等于所述初始加速度闊值時，確定所述初始輸 入已經達到所述初始加速度闊值。
14. 根據權利要求1所述的DSD，其中所述時間段基于安全掉落時間，所述安全掉落時 間對應于相比于掉落持續(xù)時間超過所述安全掉落時間，掉落持續(xù)時間少于所述安全掉落時 間的降低的所述DSD受損的可能性。
15. 根據權利要求1所述的DSD，進一步包括用于檢測所述DSD的加速度并提供所述輸 入的傳感器。
16. -種確定電子設備何時掉落的方法，所述方法包括： 接收指示所述電子設備在一時間段期間的加速度的輸入； 使用所述輸入計算分類器函數(shù)；W及 基于所述分類器函數(shù)的計算值，確定所述電子設備是否掉落。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中所述分類器函數(shù)包括源自所述輸入的值的加權 和。
18. 根據權利要求17所述的方法，進一步包括在所述電子設備操作期間調整所述分類 器函數(shù)的加權。
19. 根據權利要求16所述的方法，其中所述輸入包括在所述時間段期間檢測的所述電 子設備的加速度的一系列加速度值。
20. 根據權利要求19所述的方法，進一步包括使用所述一系列加速度值中的加速度值 的絕對值來計算所述分類器函數(shù)。
21. 根據權利要求19所述的方法，進一步包括使用所述一系列加速度值中的加速度值 的平方來計算所述分類器函數(shù)。
22. 根據權利要求16所述的方法，進一步包括： 接收指示在所述時間段之前的初始時間段期間所述電子設備的加速度的初始輸入；W 及 在計算所述分類器函數(shù)之前，確定所述初始輸入是否已經達到初始加速度闊值。
23. 根據權利要求22所述的方法，其中所述初始加速度闊值基于重力加速度常數(shù)的一 部分。
24. 根據權利要求22所述的方法，其中所述初始輸入包括在所述初始時間段期間檢測 到的所述電子設備的加速度的一系列初始加速度值。
25. 根據權利要求24所述的方法，進一步包括在所述一系列初始加速度值中的每個加 速度值小于或等于所述初始加速度闊值時，確定所述初始輸入已經達到所述初始加速度闊 值。
26. 根據權利要求16所述的方法，其中所述時間段基于安全掉落時間，所述安全掉落 時間對應于相比于掉落持續(xù)時間超過所述安全掉落時間，持續(xù)時間少于所述安全掉落時間 的降低的所述電子設備受損的可能性。
27. -種校準電子設備W確定所述電子設備何時掉落的方法，該方法包括： 記錄表示所述電子設備的多個真實掉落和多個虛假掉落的加速度值； 使用所記錄的加速度值，為加權的分類器函數(shù)設定加權值；W及 將所述加權的分類器函數(shù)存儲在所述電子設備的存儲器內。
28. 根據權利要求27所述的方法，進一步包括將所述加權值設定為所述電子設備的制 造過程的部分。
29. 根據權利要求27所述的方法，進一步包括通過使用所記錄的加速度值最小化成本 函數(shù)，來為所述加權的分類器函數(shù)設置所述加權值。
30. 根據權利要求29所述的方法，其中所述成本函數(shù)包括邏輯函數(shù)。
31. 根據權利要求29所述的方法，其中在最小化所述成本函數(shù)時，所述真實掉落的加 速度值被加權高于所述虛假掉落的加速度值，從而將所述電子設備的真實掉落確定的精確 度提高到高于虛假掉落確定的精確度。
【文檔編號】G11B33/08GK104347099SQ201410445599
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權日:2013年7月23日
【發(fā)明者】M·T·尼科爾斯, H·T·楚 申請人:西部數(shù)據技術公司