常见硬盘电路原理分析

本文是国内首篇从维修实际情况出发结合当前较新型硬盘对其电路原理加以分析介绍的文章由于资料的缺乏以及本人的水平文中一定存在诸多错误这里欢迎大家批评指正

一总论

硬盘电路示意框图
这里给出一个完整详细的硬盘电路示意框图它由14 个小的部分组成1.Buffer Memory,缓冲区存储器2.Interface Controller,接口控制器3.Micro-Controller,微控制器通常缩写为MCU U 是unit 的开头字母4.PRML Partial-Response Maximum-Likelihood ReadChannel, 部分回应最大相似读取通道5.Timing ASIC Application Specific Integrated Circuit , 定时专用集成电路6.Servo Demodulator, 伺服解调器7.Digital Signal Processor(DSP),数字信号处理器8.Preamp,预放大器9.Positioning Driver,定位驱动器10.VCM(Voice Coil Motor),音圈电动机11.Magnetic Media Disk,磁介质盘片12.Spindle Motor,主轴电机13.Spindle Driver 主轴驱动器14.Read/Write Head,读/写磁头实际电路不会有这么多一片一片的独立芯片硬盘生产厂家在设计电路时都是选取高度集成的IC芯片既减小了体积又提高了可靠性当然这也正是芯片厂商努力的目标大家可以看到上面的示意图中Spindle Driver 与Positioning Driver 这两部分被用虚线圈了起来并且标注了Servo/MSC Controller Combination 字样,其中MSC 是Motor Speed Control 的缩写整个的意思是伺服/电机速度控制控制器组合我们现在能看到的硬盘电路板就有这么一块合并芯片当然这片IC 内部还不止包括上述的两部分还有个very very 重要的部分电源比如昆腾CX LCT 系列用的AN8428/TDA5247 老型西数用的L6256 西捷U8 U10 用的23400278 002 等都是这样很多设计中除了上面提及的IC 内部的电源部分还会根据需要设计一些独立出来的电源大家可以在电路板上看到磁头电路用的8V 稳压IC MCU 用的3.3V/2.5V IC 实际上我们现在能看到的硬盘Interface Controller Micro-Controller及DSP 这三部分也被Combination 了迈拓硬盘就采用了TI 的DSP 将上面的三部分All In One 了只有老型号的西数和上图较接近MCU 采用了80C196NU DSP 及主机接口采用了WD69C24 其实我觉得DSP 与MCU 发展到今天似乎日益趋同有IC 生产厂已推出DSP 型MCU但就目前而言MCU 在速度方面还不是DSP 的对手这里实际还少了一样东西ROM 上图没有标出是因为有些硬盘电路中ROM 已经集成到MCU/DSP 中了最典型就是昆腾的电路当然现在我们可以看到的硬盘电路板上ROM 多是独立出现的型号多采用ST 的M29F102BB，WINBOND 的W49L102 ATMEL 的AT49F1024 等可电擦写芯片这样设计的好处是显而易见的工厂可以在发现BUG 时让用户通过象刷写主板BIOS 一样更新硬盘的ROM