Die Seagate ST-177I ist eine 60MB-Festplatte
mit einer ESDI-Schnittstelle.
Hier handelt es sich um die
ESDI-Schnittstellenvariante, die ohne Verbindungskabel direkt in eine
Buchsenleiste gesteckt werden kann.
Auf der Unterseite der Festplatte ist ein zusätzlicher Kunststoffrahmen angeschraubt, der der Form nach ein unkompliziertes Ein- und Ausstecken innerhalb einer Trägerstruktur ermöglicht.
Der Antriebsmotor ist über drei lose Leitungen mit der Steuerplatine verbunden.
Die Festplatte scheint exklusiv für IBM gefertigt worden zu sein.
Die Steuerungsplatine ist über einen
Metallrahmen mit dem Gehäuse der Speicherscheiben verschraubt. Gummipuffer, wie
hier links zu sehen, isolieren die Vibrationen der bewegten Teile.
Der
Metallrahmen dient zusätzlich zur Befestigung der Festplatte innerhalb des
Computersystems.
Durch die Dichtung zwischen den zwei schwarzen Gehäuseteilen führt ein Folienleiter, der das Innere der Festplatte mit der Steuerungsplatine verbindet.
Unter einem der Labels befindet sich eine Schraube, die im Gelenk der Arme mündet, die die Schreib-/Leseköpfe tragen. Das Gehäuse ist an dieser Stelle umfangreich ausgefräst, was einen gewissen Toleranzausgleich für die beidseitige Verschraubung bringt.
Unterhalb der Verschraubung befindet sich eine abgeklebte Bohrung, deren Nutzen auf den ersten Blick nicht zu erkennen ist.
Im Deckel des Festplattengehäuses befindet sich ein kleines Kissen, das vermutlich Partikel binden soll.
Im Gehäuse sind drei Speicherscheiben
untergebracht, die Konstruktion würde eine weitere Scheibe ermöglichen.
Die
Schreib-/Leseköpfe werden im inneren Bereich der Festplatten geparkt.
Hier zeigt sich, dass die zusätzliche Bohrung unterhalb der Verschraubung des Schreib-/Lesearms genutzt werden konnte, um eine Steckverbindung auf dem Folienleiter zu kontrollieren. Ein Stecken desselben wird durch die Bohrung aber wahrscheinlich kaum möglich gewesen sein.
Das Gehäuse musste auf zwei Seiten
ausgefräst werden damit die Speicherscheiben genug Platz hatten.
Es scheint
unwahrscheinlich, dass es sich um einen Konstruktionsfehler handelt. Vermutlich
war es einfacher eine dickere Wandstärke herzustellen und diese nachzuarbeiten
als gleich eine dünnere Wandstärke zu fertigen.
Der Antrieb, ein BLDC-Motor, wurde auf der Ober- und auf der Unterseite mit kleinen Bleistücken ausgewuchtet.
Auf Höhe der Schreib-/Leseköpfe befindet sich neben den Speicherscheiben ein Winkel, der höchstwahrscheinlich als Luftleitelement dient. Die drehende Festplatte bewegt viel Luft. Mit Hilfe des Winkels kann man den lokalen Luftdruck variieren, worüber sich letztlich die Flughöhe der Schreib-/Leseköpfe einstellen lässt. Das weiße Element wurde dann gegen Ende der Fertigung angebracht, um die Flughöhe der Schreib-/Leseköpfe zu optimieren.
Die Schreib-/Leseköpfe sind relativ groß. Die elektrische Anbindung erfolgt über eine mittig auf dem Arm platzierte, rote Zuleitung.
Das aktive Element befindet sich in einer
Ecke des Schreib-/Lesekopfs. Aus vier Leitungen ist eine Spule geformt, die
einen im Kunststoff eingebetteten magnetischen Kreis umgibt. Mit ziemlicher
Sicherheit handelt es sich dabei um ein Ferritmaterial.
Die Eigenschaften
des Systems wurden anscheinend mit einem Kunststoffkeil optimiert. Der
Kunststoffkeil sorgt dafür, dass die Spule im oberen Bereich einen gewissen
Abstand zum Ferritmaterial hält, was die Streuinduktivität erhöhen dürfte.
Das Kunststoffelement dient der mechanischen Fixierung und vor allem der aerodynamischen Stabilisierung im Betrieb. Es ist im Vergleich zu neueren Schreib-/Leseköpfen sehr einfach strukturiert.
Im Detail ist gerade so zu erkennen, dass
sich im Ferritrahmen ein Schlitz befindet. Dieser Schlitz führt dazu, dass die
Magnetfeldlinien das Ferritmaterial verlassen und sich über die darunter
liegenden Speicherscheiben schließen, wodurch der Bereich entsprechend
magnetisiert wird.
Beim Lesen koppelt der Schlitz das Magnetfeld der
Speicherscheiben in den magnetischen Kreis ein.
Die Front des Schreib-/Lesekopfs ist über die komplette Breite leicht abgeschrägt, was vermutlich zu einem verbesserten Anlauf- und Schwebeverhalten führt.
Im mechanischen Aufbau ist zu erkennen, dass hier noch nicht die maximale Kostenoptimierung im Vordergrund stand. Die Arme mit den Schreib-/Leseköpfen sind letztlich über zwei kleinen Schrauben mit der Trägerstruktur verbunden. Auch die Trägerstruktur besteht hauptsächlich aus verschraubten Teilen.
Leiterplattenstreifen fixieren die Leitungen der Schreib-/Leseköpfe. Bis auf den untersten Schreib-/Lesekopf sind alle Schutzröhrchen rot ausgeführt. Der unterste Schreib-/Lesekopf besitzt ein weißes Schutzröhrchen, das hier nur noch ansatzweise zu erkennen ist. Bei Festplatten dieses Alters war es üblich die notwendigen Hilfsinformationen wie Spur-, Sektormarkierungen, Burstbereiche zur Geschwindigkeitsregelung und ähnliche Informationen auf eine eigene Speicherscheibe abzuspeichern. Es ist sehr wahrscheinlich, dass das weiße Schutzröhrchen auf eine in der Art genutzte Speicherscheibe hinweist.
Die in Gruppen verdrillten
Kupferlackdrähte kontaktieren schließlich den Folienleiter. Die Lötstellen
schützt eine mittlerweile brüchige Vergussmasse.
Zwei der vier
Kupferlackdrähte sind miteinander an einem Lötpad angebunden. Vermutlich
bestehen die Schreib-/Leseköpfe aus zwei gegensinnig gewickelten Spulen, über
die die Flussrichtung des Magnetfelds eingestellt werden kann. Dafür spricht
auch die Analyse der folgenden Schaltungsteile. Man hätte ebenso in der
Elektronik eine Umpolung integrieren können, der Weg über zwei gegensinnig
gewickelte Spulen war aber zur damaligen Zeit vermutlich einfacher zu
realisieren.
Die zwei nicht genutzten Eingänge, für die nicht eingebaute letzte Speicherscheibe sind kurzgeschlossen, damit sie keine Störungen übertragen.
Die Leitungsgruppen sind jeweils über eine
Leiterbahnschleife voneinander geschirmt. Mit Ausnahme der Leitungen der
untersten Speicherscheibe handelt es sich um das selbe Bezugspotential, das aber
im Gehäuse nicht mit dem restlichen Massepotential verbunden ist.
Die
Leitungen der untersten Speicherscheibe mit den Hilfsinformationen ist mit einem
eigenen Potential geschirmt.
Das Trägersystem für die Schreib-/Leseköpfe ist über eine Schraube an ein Massepotential angeschlossen, dass im weiteren Verlauf auch als Schirmung für die Zuleitungen der Spule dient, die das Trägersystem bewegt.
Die Signale der Schreib-/Leseköpfe werden mit Hilfe des Folienleiters zu einem Fixpunkt am Rand des Gehäuses geführt.
Für die Spule, die das Trägersystem
bewegt, war es anscheinend fertigungstechnisch einfacher einen eigenen
Folienleiter anzufertigen, der von den Anschlüssen der Spule zu Stiftkontakten
am Rand des Gehäuses führt.
Trotz des Abstands zwischen den
Steuerungsleitungen und den Signalleitungen der Schreib-/Leseköpfe sind die zwei
Leitungen beidseitig von Masseleitungen geschirmt.
Die Platzierung des Schreib-/Lesekopfs
erfolgt über eine Spule, die sich in einem recht massiven magnetischen System
befindet.
Anschläge an beiden Seiten begrenzen den Bereich innerhalb dessen
sich die Schreib-/Leseköpfe bewegen dürfen.
Zwei weiß beschichtete Magnete
erzeugen das Magnetfeld mit dem das Positioniersystem arbeitet.
An der Fixierung des Folienleiters ist das Festplattengehäuse über eine Verschraubung mit dem Massepotential der Steuerungsplatine verbunden.
Die Schirmleitungen der Positionierungsspule werden hier mit dem Massepotential des Trägersystems verbunden und zum außenliegenden Stecker geführt.
Die Steuerungsplatine ist vierlagig
ausgeführt und beidseitig dicht bestückt.
Um eine Leuchtdiode noch an der
gewünschten Stelle der Platine platzieren zu können, wurde sogar eine
Steckstelle und ein Stück Leitung in Kauf genommen.
Zwei Verschraubungen in der Nähe der Steckerschnittstelle dienen dazu das Bezugspotential der Platine mit dem Hilfsrahmen zu verbinden.
Die meisten integrierten Schaltkreise tragen spezielle Teilenummern der Firma Seagate, über deren Funktion sich entsprechend wenig herausfinden lässt.
An der Pinleiste, die die Signale aus dem
Inneren der Festplatte entgegennimmt, befinden sich ein
TL592B-Operationsverstärker und ein IC mit der Bezeichnung 11900-502.
Die
Platinenunterseite ist hier gespiegelt, um die einzelnen Schaltungsteile besser
zuordnen zu können.
Der TL592B nimmt das Signal des untersten
Schreib-/Lesekopfs entgegen, der vermutlich die notwendigen Hilfsinformationen
liefert, um die Daten der Festplatte korrekt auslesen zu können. Es ist durchaus
logisch, dass für diesen Pfad eine separate Auswertung erfolgt, schließlich muss
sich die Steuerung mit diesen Informationen zuerst synchronisieren, bevor die
eigentlichen Schreib-/Leseprozesse gestartet werden können.
Auf der
Platinenunterseite ist eine passive, symmetrische Signalaufbereitung zu
erkennen. Über diesen Pfad ist lediglich das Lesen der Informationen auf der
untersten Speicherscheibe möglich. Das bedeutet, dass die zum Betrieb
notwendigen Informationen während der Produktion darauf gespeichert wurden und
bei einem Verlust ohne spezielle Hilfsmittel nicht erneut geschrieben werden
können.
Der TL592B bietet einen differentiellen Ausgang und seine Verstärkung
lässt sich über einen externen Widerstand einstellen. Die Tatsache, dass dafür
auf der Platinenunterseite ein 0Ω-Widerstand bestückt und kein einfacher
Kurzschluss im Layout realisiert wurde, spricht dafür, dass man es sich offen
halten wollte den Verstärkungsfaktor des Frontends noch anzupassen.
Die Signale der restlichen fünf
Schreib-/Leseköpfe nimmt der IC mit der Bezeichnung 11900-502 entgegen.
Von
diesem IC aus führt eine noch umfangreichere, passive, symmetrische
Signalaufbereitung zuerst nach unten und dann nach links.
Der Operationsverstärker TL592B ist relativ einfach aufgebaut.
Das Die des 11900-502 zeigt einige
Strukturen, die Rückschlüsse auf ihre Funktionen zulassen.
An der oberen
Kante und in den oberen Ecken des Dies befinden sich insgesamt acht
Bondpad-Paare, die jeweils große, gleichförmige Formen kontaktieren. Dahinter
verbirgt sich höchstwahrscheinlich die Schaltungstechnik, die das Schreiben und
das Lesen von Daten ermöglicht. Das bedeutet, dass das Die für acht
Schreib-/Leseköpfe ausgelegt wurde.
Am linken Rand des Dies befinden sich zwei Bondpads, zwischen denen eine größere Struktur eingearbeitet ist. Hierbei könnte es sich um die differentielle Schnittstelle handeln, die die Daten der Speicherscheiben einliest bzw. ausgibt.
Die interne Bezeichnung des Chips lautete anscheinend SSI317. Das Design stammt aus dem Jahr 1987.
SSI steht für die amerikanische Firma Silicon Systems Inc. Es ist unwahrscheinlich, dass es sich um einen speziellen für Seagate gefertigten ASIC handelt, da die Entwicklung von integrierten Schaltkreisen für Festplatten ein Kerngeschäft von Silicon Systems war. Es wird sich noch zeigen, dass die meisten der anderen integrierten Schaltkreise ebenfalls das Kürzel SSI tragen.
Den Markierungen der Masken nach zu
schließen handelte es sich um einen Prozess mit neun Masken, der zwei
Metalllagen enthält.
Die meisten anderen ICs bilden ebenfalls neun Masken
ab.
Jeweils vier der größeren, quadratischen
Elemente sind zwei Bondpads zugeordnet.
Zwischen den quadratischen Strukturen
und den Bondpads befindet sich ein Streifen, der ebenfalls aktive Elemente
enthält.
Es ist davon auszugehen, dass die großen, quadratischen Strukturen die Endstufen darstellen, über die die Spulen der Schreib-/Leseköpfe magnetisiert werden können und somit der Schreibvorgang erfolgt. Die Elemente oberhalb der Endstufen müssen dann die Auswertung der induzierten Spannungen realisieren.
Die differentielle Signalübertragung des Frontend-ICs 11900-502 durchläuft drei integrierte Schaltkreise (11733-501, 11741-502 und 11740-501), bevor sie den großen VLSI-Chip erreicht, der die Schnittstelle zum Bus des Computersystems darstellt.
Die zwei differentiellen Signalleitungen sind die einzigen direkt als Datenleitungen erkennbaren Potentiale, die der Front-End-IC ausgibt. Es führen zwar noch drei weitere Leitungen zum hier mittig dargestellten IC (11741-502), diese sind aber auch mit dem auf der Platine bestückten Mikrocontroller verbunden und stellen vermutlich eher eine Steuerungs- als eine Datenschnittstelle dar. Das würde allerdings bedeuten, dass die hier zu erkennende, differentielle Datenleitung bidirektional ausgeführt ist.
Das Die des 11733-501, das auf den Frontend-IC folgt, trägt die Bezeichnung SSI541 und wurde 1986 entwickelt.
Die Funktion des ICs lässt sich nicht ohne Weiteres erkennen. Die Strukturen sind dennoch nicht allzu komplex. Recht offensichtlich ist eine große Anzahl von Widerständen. Es könnte sich hier um eine automatische Verstärkung zur Anpassung des Signalpegels handeln. Eventuell ist auch eine Art Schmitt-Trigger-Funktion für die ausgelesenen Daten enthalten.
Der darauf folgende 11741-502 ist deutlich komplexer aufgebaut, enthält aber gut erkennbar sehr viele relativ große, regelmäßige Strukturen.
Neben der differentiellen Signalleitung ist der IC über drei Leitungen mit dem Front-End-IC und einem Mikrocontroller verbunden. Er besitzt auch einen eigenen Quarzresonator.
Am linken Rand des Dies war genug Freiraum
für einen ausladenden "silicon systems" Schriftzug.
Der Schaltkreis wurde
1987 entwickelt, seine Bezeichnung lautet SSI532.
Oberhalb der Typbezeichnung befindet sich eine Geometrie, die ein kleines Kunstwerk darstellen könnte. Die Platzierung unterhalb der Metallstrukturen spricht allerdings eher für ein ungewolltes Artefakt.
In der unteren rechten Ecke des Dies ist eine Art Logo zu erkennen, das die Zeichenfolge dcg abbildet.
Die genaue Funktion der sich wiederholenden Schaltungsblöcke lässt sich ohne weitere Informationen nicht sicher ergründen. Der Aufbau ist allerdings nicht allzu komplex. Es ist denkbar, dass es sich um eine Art Schieberegister handelt, dass einen sehr kleinen Pufferspeicher darstellt. Darüber könnte eine gewisse Synchronisation zwischen den von den Schreib-/Leseköpfen eintreffenden Signale und der verarbeitenden Logik erfolgen.
Der dritte größere IC mit der Bezeichnung 11740-501 besitzt auch ein relativ großes Die, dessen Struktur einem Gatearray ähnelt.
Der obere längliche Bereich stellt deutlich erkennbar einen Speicher dar, im großen Block darunter würde man einen typischen Gatearray-Logikbereich erwarten.
Die Bezeichnung des 1987 entwickelten ICs lautet SSI452.
Der große Block unterhalb des Speichers
stellt ein kleines Rätsel dar. Erwarten würde man die bekannten Logikzeilen
eines Gatearrays. Tatsächlich sind aber überhaupt keine typischen Strukturen zu
erkennen. Die oberste Metalllage bildet zwar in der Übersicht und auch im Detail
in gewissen Bereichen regelmäßige Geometrien ab, diese lassen aber keinen
Rückschluss auf die darunterliegenden Strukturen zu.
Eventuell sollte hier
die Verschaltung der Logik verdeckt werden, um das darin enthaltene Know-How zu
schützen. Dafür würde sprechen, dass es sich anscheinend nicht um ein Gatearray
eines bekannten Herstellers handelt, sondern um eine Eigenentwicklung von
Silicon Systems.
Die Schnittstelle zum Bus des
Computersystems stellt ein Gatearray von VLSI dar.
Auch dieser IC trägt eine
Seagate-Teilenummer: 12703-501
Das Gatearray enthält einen relativ großen Speicherbereich und einen klassischen, nicht allzu großen Gatearraybereich.
Das Design des Gatearrays selbst stammt
von VLSI und wurde 1987 entwickelt.
Über die Maskenkennzeichnungen sind
beeindruckende 13 Maskensätze zu erkennen.
Aus den Ziffernfolgen 60 0003, 51 0003 und
61 0003 und deren optischen Erscheinung kann man darauf schließen, dass es sich
wahrscheinlich um die dritte Revision des Gatearrays handelt. Die Ziffern 0003
sind auch auf dem Package abgebildet. Die Ziffern 60, 51 und 61 passen zu den
Bezeichnungen der vermutlich letzten Masken. Das ist insoweit stimmig, da die
Funktionen eines Gatearrays durch die Variation der Metalllagen realisiert wird.
Vermutlich stellen die Masken 60 und 61 jeweils eine Metalllage und die Maske 51
die Vias zwischen den Metalllagen dar.
Die Ziffernfolge 2988 0003 lässt sich
nicht ohne Weiteres zu einer speziellen Maske zuordnen.
Auf dem Die ist außerdem eine
Seagatebezeichnung zu finden.
Die Verschaltung der Logik stammt der
Beschriftung nach ebenfalls aus dem Jahr 1987. Das bedeutet, dass ein zur
damaligen Zeit brandneuer Gatearraytyp eingesetzt wurde.
Die Teilenummer
12652 501 bezog sich vermutlich auf das Basisdesign, da die Bezeichnung auf dem
Package davon abweicht: 12703-501
Die Signale der untersten Speicherscheibe, die über den TL592B verstärkt werden, münden differentiell im daneben liegenden integrierten Schaltkreis 10208-502. Dieser IC ist über mehrere Leitungen mit dem Chip in der oberen rechten Ecke mit der Bezeichnung TIT040AN verbunden. Der 10208-502 liefert das Signal differentiell zum integrierten Schaltkreis 10209-502 in der linken unteren Ecke. Von dort führen Leitungen, die an einen Datenbus erinnern zu einem Mikrocontroller.
Der Chip 10208-502 scheint hauptsächlich
analoge Schaltungsteile zu enthalten, was in Anbetracht seiner Platzierung nicht
verwundert.
Es handelt sich höchstwahrscheinlich um eine ähnliche
Vorverarbeitung des Rohsignals wie im anderen Datenpfad. Denkbar ist auch hier
eine variable Verstärkung zur Anpassung des Pegels und eine gewisse
Signalaufbereitung.
Der mit TIT040AN bezeichnete Chip enthält ein kleines Gatearray. Die zehn Logikzeilen sind deutlich zu erkennen. Im relativ breiten Rahmen befinden sich variable Ein- und Ausgangsblöcke.
Entweder steuert das Gatearray den obigen 10208-502 auf eine bestimmte Art und Weise oder es findet hier bereits die Auswertung eines Teils der Informationen statt, die der Lesekopf liefert.
Das Design entwickelte Texas Instruments im Jahr 1985. Die interne Bezeichnung lautete anscheinend CF60204A.
Sieben Masken sind über Ti-Zeichenfolgen
dargestellt.
Am Ende einer Logikzeile befindet sich ein komplettes Ti-Logo.
Die Logikzeilen sind deutlich zu erkennen. Die Logikzellen selbst und deren Verschaltung lässt sich erahnen.
Die optische Erscheinung und die Abbildung der Masken sprechen dafür, dass mit nur einer Metalllage gearbeitet wurde und die restlichen Verbindungen über das Silizium realisiert wurde, was für ein derart kleines Gatearray ausreichend ist.
Die Unregelmäßigkeit der Logikzellen erweckt den Eindruck, als ob zur Konfiguration des Gatearrays nicht nur die Metalllage, sondern auch die Logikzellen selbst angepasst wurden.
Die Umgebung der Bondpads zeigt deutlich die Konfigurierbarkeit der Anschlüsse. Je nach Anforderung können dort wahrscheinlich Highside-, Lowside- oder Push-Pull-Ausgänge realisiert werden. Ebenso lässt sich an den Eingängen auswählen, ob ein Pullup- oder ein Pulldownwiderstand aktiv sein soll.
Vom obigen 10208-502 führt eine differentielle Signalleitung zu einem mit 10209-502 bezeichneten IC. Dieser IC ist dann wiederum über eine Art Bus mit dem Mikrocontroller verbunden.
Der 10209-502 ist recht komplex aufgebaut.
An der unteren Kante sind acht Bondpads mit regelmäßigen Strukturen zu erkennen.
Hier handelt es sich ziemlich sicher um den Datenbus zum Mikrocontroller.
Die
meisten Strukturen sind so komplex, dass sie sich nicht bestimmten Funktionen
zuordnen lassen. Auffällig ist allerdings eine Art Zeile im unteren Bereich des
Dies, die fast die komplette Breite überstreicht und an der linken Kante sogar
einen Knick beschreibt, um die notwendige Länge darstellen zu können.
Die Bezeichnung des Chips lautet SSI304. Das Design stammt aus dem Jahr 1988.
Der Chip besitzt einen recht ausladenden Testbereich.
Links und rechts scheinen sich zweimal die
gleichen Strukturen zu befinden. Rechts stellt eine zusätzliche Umrahmung
höchstwahrscheinlich eine isolierende pn-Struktur dar.
Links und rechts
befinden sich jeweils zwei ähnliche aktive Elemente. Das ganze linke Element
lässt einen MOSFET mit einem Metall-Gate erahnen. Das Gate befindet sich über
einer Linie eines anderen Materials. Das aktive Element rechts daneben besteht
dagegen aus zwei Leitungen eines unteren Materials, die ebenfalls von einem
Metall-Gate überlappt werden. Wahrscheinlich handelt es sich bei den beiden
Strukturen um einen p-Kanal- und einen n-Kanal-MOSFET.
Wenn sich links
bereits ein p-Kanal- und ein n-Kanal-MOSFET befinden, stellt sich die Frage
welche andere Funktion die gleichen Elemente im rechten Rahmen darstellen. Die
elektrische Anbindung des inneren, isolierten Bereichs lässt vermuten, dass hier
die Schaltschwellen der Transistoren über eine Variation des Bulk-Potentials
eingestellt werden kann.
Das dunkle Quadrat im mittigen Bereich
dürfte einen Kondensator darstellen.
Die Linie links davon ermöglicht
vermutlich das Vermessen eines Widerstandwerts.
In der auffällig großen Zeile sind sehr regelmäßige Strukturen zu erkennen. Der Aufbau erinnert an die sich wiederholenden Blöcke des 11741-502 im anderen Datenpfad. Auch hier kann man spekulieren, dass es sich um eine Art Schieberegister handelt, um Daten zwischenzuspeichern und so zu synchronisieren.
Die Ansteuerung der Spule, die die
Schreib-/Lesearme bewegt erfolgt über den Chip 11892-011.
Ein
LM358-Operationsverstärker und ein 5,1Ω-Shunt ermöglichen vermutlich eine
Stromregelung.
An der oberen Kante des 11892-011 sind deutlich die Leistungstransistoren erkennbar. Darunter befindet sich die Ansteuerung.
Dem Aufbau nach handelt es sich bei den
Leistungstransistoren um eine H-Brücke. In der Mitte ist dann das eine
Versorgungspotential, an den Seiten das andere Versorgungspotential angebunden.
Die zwei dazwischen befindlichen Bondpads stellen die Ausgänge dar.
Auch die
Treibertransistoren sind gut zu erkennen. Es handelt sich um die vier größeren
Blöcke unterhalb der H-Brücke. Das Ausgangspotential eines jeden
Treibertransistors führt jeweils eine dünne Leitung zu den
Endstufentransistoren.
Ebenfalls gut zu erkennen sind die vier Eingänge an der unteren Kante des Dies, die die Steuerung der H-Brücke ermöglichen. Die vier Bondpads führen paarweise zu zwei kleinen, symmetrischen Eingangstransistoren.
In der Mitte, unterhalb der H-Brücke befindet sich ein kleiner, runder Testpunkt, der anscheinend auch in der Fertigung kontaktiert wurde.
Das Design des Chips stammt anscheinend von Seagate selbst und wurde 1988 erstellt.
Neben einigen undefinierbaren Zeichen findet sich ein BF auf dem Die. Es könnte sich dabei um die Initialen des Entwicklers handeln.
Etwas schlechter zu erkennen ist das A der Metalllage, das sich im unteren Bild, in der linken unteren Ecke befindet. Das A könnte für die erste Revision der Metalllage stehen.
Der LM358 ist ein Zweifach-Operationsverstärker. Der Aufbau stellt sich entsprechend symmetrisch dar. Ansonsten ist des ICs eher unspektakulär.
Neben den vielen Gatearrays befindet sich auf der Festplatte auch ein Mikrocontroller. Es handelt sich um einen SCN8052 von Signetics, der zusätzlich eine Seagate-Bezeichnung trägt: 80146-502. Der Mikrocontroller arbeitet mit bis zu 12MHz und bietet 8kB ROM und 256B RAM.
Dem Mikrocontroller ist ein TC51832-RAM zur Seite gestellt. Es bietet zusätzliche 32kB Arbeitsspeicher.
Der Mikrocontroller ließ sich eher
schlecht aus dem Package herausarbeiten. Der Inhalt eines Mikrocontrollers
bietet aber auch wenig Überraschendes.
Links und rechts sind die großen
Speicherblöcke zu erkennen.
Das Design stammt von Signetics aus dem
Jahr 1985 und trägt die interne Bezeichnung XSC5022A.
Anscheinend wurde
Knowhow von Intel integriert, da ein entsprechender Copyrighthinweis vermerkt
wurde.
Das Die des TC51832-RAM bietet ebenfalls wenig Überraschendes. Es ist mit einer Polyimidschicht überzogen.
Die Ansteuerung des BLDC-Antriebsmotors nimmt recht viel Platz auf der Platine ein.
Ein Teil der Ansteuerungslogik ist in
einem Gatearray von Signetics integriert, das die Seagate-Bezeichnung 11804-511
trägt.
Auf das Gatearray folgt ein 7460-Treiber, der den notwendigen Strom
für die Leistungstransistoren liefert.
Die eigentliche Ansteuerung des Motors
realisiert eine B6-Brücke aus sechs diskreten MOSFETs, drei p-Kanal-MOSFETs des
Typs IRF9020 und drei n-Kanal-MOSFETs des Typs IRFD120.
Das Gatearray zeigt den üblichen Aufbau.
Die interne Bezeichnung lautete anscheinend XSC5534A und ist damit der internen
Bezeichnung des Mikrocontrollers (XSC5022A) überraschend ähnlich.
Auf dem Die des 7406-Pufferbausteins sind
deutlich die sechs gleich strukturierten Verstärker zu erkennen.
Jeder
Verstärker enthält einen relativ großen Ausgangstreiber.
Das Die des p-Kanal-MOSFETs IRFD9020 zeigt
die übliche große Metallfläche mit Gitterstruktur, die die einzelnen kleinen
MOSFETs miteinander verbindet.
Innerhalb des rechten Quadrats wurden mehrere
Bonddrähte aufgepresst.
Von links kontaktiert das Gatepotential
den MOSFET.
Eine dünne Leitung sorgt für eine möglichst niederohmige
Verteilung des Gatepotentials ohne den Widerstand der oberen Metalllage unnötig
zu erhöhen.
Im Detail ist ansatzweise die Verschaltung der einzelnen MOSFETs zu erahnen.
Das Die des n-Kanal-MOSFETs IRFD120 ist
etwas kleiner, aber ansonsten gleich aufgebaut.
Die n-Ladungsträger, die
Elektronen, sind beweglicher als die p-Ladungsträger, wodurch bei einem
n-Kanal-MOSFET für den gleichen Widerstand weniger Siliziumfläche benötigt wird
als für einen p-Kanal-MOSFET.
Zwischen den größeren integrierten Schaltkreisen befinden sich noch einige kleinere ICs, die sich nicht mit letzter Sicherheit zuordnen lassen. Sie dienen wahrscheinlich großteils als sogenannte Gluelogik, die verschiedene Funktionsblöcke miteinander verbindet.
Der 74HC04 ist ein Sechsfach-Inverter.
Beim 74HCT00 handelt es sich um ein Vierfach-NAND-Gatter.
Der 74HCT30 stellt ein NAND-Gatter mit acht Eingängen dar.
Der LM339 enthält vier Komparatoren.
Der LM393 beinhaltet zwei Komparatoren.
Der 74LS123 ist zweimal bestückt und enthält jeweils zwei astabile Kippstufen.
Um die Festplatte zu steuern waren 29 größere integrierte Schaltkreise notwendig.