硬盤(pán)的結(jié)構(gòu)都有哪些組成
硬盤(pán)的結(jié)構(gòu)都有哪些組成
硬盤(pán)基本上由控制電路板和盤(pán)體兩大部分組成。
1. 控制電路板
控制電路板是由接口、DSP處理器、ROM、緩存、磁頭驅(qū)動(dòng)電路和盤(pán)片電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等組成的:
接口包括電源接口和數(shù)據(jù)接口及硬盤(pán)內(nèi)部的盤(pán)片電機(jī)接口、磁頭接口——
電源接口提供硬盤(pán)工作所需要的電流。
數(shù)據(jù)接口提供與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)的通道。
盤(pán)片電機(jī)接口提供盤(pán)片電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的電流。
磁頭接口用于提供電路板到磁頭和音圈電機(jī)的信號(hào)連接。
DSP處理器用于控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、編碼等操作。
ROM中存儲(chǔ)了硬盤(pán)初始化操作的部分程序,有的ROM為獨(dú)立的芯片(可能是EPROM、Flash等),有的集成到了DSP中。
緩存用于暫存盤(pán)體和接口交換的數(shù)據(jù),以解決接口速度和硬盤(pán)內(nèi)部讀寫(xiě)速度的差別。緩存的大小對(duì)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸速率有一定的影響,隨著硬盤(pán)的不斷發(fā)展,緩存的容量也在不斷增大。
磁頭驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)磁頭準(zhǔn)確定位和對(duì)磁頭信號(hào)進(jìn)行整形放大等。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)精確控制盤(pán)片的轉(zhuǎn)速。
2. 盤(pán)體
盤(pán)體由盤(pán)腔、上蓋、盤(pán)片電機(jī)、盤(pán)片、磁頭、音圈電機(jī)和其他的輔助組件組成。為保證硬盤(pán)正常工作,盤(pán)體內(nèi)的潔凈度很高。為防止灰塵進(jìn)入,盤(pán)體處于相對(duì)密封的
狀態(tài)。由于硬盤(pán)工作的過(guò)程中發(fā)熱,為了保證盤(pán)腔的空氣壓力與外界平衡,在盤(pán)體上有呼吸孔,呼吸孔的內(nèi)側(cè)安裝有一個(gè)小的空氣過(guò)濾器,硬盤(pán)的設(shè)計(jì)不同,呼吸孔
的位置和結(jié)構(gòu)也有所差別。同時(shí)由于盤(pán)體在裝配完成后,要寫(xiě)入伺服信息,所以盤(pán)體上有伺服信息的寫(xiě)入口,在工廠無(wú)塵車(chē)間里將專(zhuān)用的寫(xiě)入設(shè)備從這個(gè)孔伸入盤(pán)體
內(nèi)寫(xiě)入伺服信息,寫(xiě)入完成后,會(huì)用鋁箔將其封閉。
(1) 盤(pán)腔
盤(pán)腔一般由鋁合金鑄造后機(jī)加工而成,盤(pán)體的其他組件都直接或間接安裝在盤(pán)腔上面,盤(pán)腔上還有將硬盤(pán)安裝到其他設(shè)備上的螺絲孔。
(2) 上蓋
上蓋一般由鋁合金或軟磁金屬材料加工而成,有的是單層的,有的是由多層材料粘合而成。它的主要作用是與盤(pán)腔一起構(gòu)成一個(gè)相對(duì)密封的整體,基本上都是用螺釘與盤(pán)腔連接,為了保證密封,上蓋與盤(pán)腔的結(jié)合面一般都有密封墊圈。
(3) 盤(pán)片電機(jī)
盤(pán)片電機(jī)的主要作用就是帶動(dòng)盤(pán)片旋轉(zhuǎn),在控制電路板上的盤(pán)片電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的控制下,盤(pán)片電機(jī)帶動(dòng)盤(pán)片以設(shè)定的速度轉(zhuǎn)動(dòng),盤(pán)片電機(jī)的轉(zhuǎn)速由原來(lái)低于
4000轉(zhuǎn)/分,發(fā)展到現(xiàn)在的10000轉(zhuǎn)/分,甚至15000轉(zhuǎn)/分,盤(pán)片轉(zhuǎn)速的提高直接決定著硬盤(pán)的尋道時(shí)間。當(dāng)然,在提高轉(zhuǎn)速的同時(shí),硬盤(pán)的發(fā)熱
量、振動(dòng)、噪聲等也會(huì)對(duì)硬盤(pán)的穩(wěn)定工作產(chǎn)生影響。所以一些新的技術(shù)也不斷地應(yīng)用到盤(pán)片電機(jī)上,由最初的滾珠軸承電機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的液態(tài)軸承電機(jī)。
盤(pán)片的電機(jī)一般為轉(zhuǎn)速恒定的直流無(wú)刷電機(jī),為三相直流供電。線圈的繞法分為三角形連接、星形無(wú)中線和星形有中線三種,這種電機(jī)可以比較精確地控制轉(zhuǎn)速,讓盤(pán)片穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。
(4) 盤(pán)片
盤(pán)片是硬盤(pán)的核心組件之一,不同的硬盤(pán)可能有不同的盤(pán)片數(shù)量。所有的數(shù)據(jù)都是存儲(chǔ)在盤(pán)片上的,盤(pán)片是在鋁合金或玻璃基底上涂敷很薄的磁性材料、保護(hù)
材料和潤(rùn)滑材料等多種不同功能的材料層加工而成,其中磁性材料的物理性能和磁層結(jié)構(gòu)直接影響著數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)密度和所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。為了提高存儲(chǔ)密度,防
止超順磁效應(yīng)的發(fā)生,各相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究工作,不斷改進(jìn)磁層的物理性能和磁層結(jié)構(gòu)。磁記錄層的記錄方式也由以前的縱向磁記錄發(fā)展到現(xiàn)在的垂直磁記
錄。
(5) 磁頭
磁頭也是硬盤(pán)的核心組件,磁頭的性能對(duì)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和內(nèi)部傳輸率有很大的影響。磁頭最早應(yīng)用的是鐵磁物質(zhì),1979年發(fā)明了薄膜磁頭,使硬盤(pán)
進(jìn)一步減小體