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  • 硬盤開盤數據恢複技術 剖析硬盤開盤數據恢複要點

    2007-1-9 13:11| 發布者: intohard| 查看: 15738| 評論: 0

    摘要: 硬盤咔咔響!什麽問題呢?硬盤的內部物理故障,對于如何排除故障,技術的複雜程度一般用戶更是知之甚少。現在讓我們近距離接觸高端數據恢複技術:開盤數據恢複技術!— 什麽是前置放大器?— 該如何判斷是真正的磁頭故障? ...
    硬盤咔咔響!什麽問題呢?硬盤的內部物理故障,對于如何排除故障,技術的複雜程度一般用戶更是知之甚少。現在讓我們近距離接觸高端數據恢複技術:開盤數據恢複技術! 

    — 什麽是前置放大器? 
    — 該如何判斷是真正的磁頭故障? 
    — 替換磁頭組件需要做的前期工作該如何練習磁頭組件更換? 
    — 影響更換磁頭組件成功的因素是什麽? 
    — 磁頭組件的匹配規則是什麽? 
    — 什麽樣的是返修硬盤? 
    — 它能被當作磁頭組件替代品使用嗎? 
    — 磁頭啓動/停靠裝置爲什麽磁頭從0 開始編碼? 
    — 在磁頭更替中需要特別注意的問題和操作手法? 
    — 恢複Western Digital EB 及BB 數據需要注意的操作? 

        當前,計算機工業正在以快速地速度發展的時候,廠家因爲時間問題被迫將沒有完善的産品投放市場. 這就造成的産品質量的問題. 不幸地是硬盤産業本身也不例外. 在極大的銷售數量和較低的質量面前,硬盤最終問題多多(舉例來說.系統無法檢測到硬盤設備的時候和其他情況),當硬盤開始發出嘀嗒或刺耳聲音、發出嘶嘶聲噪音的時候,其中70% 情況是意謂者磁頭組或前置放大器壞了. 在這情況就需要打開盤體,更換磁頭組件或前置放大器了;   文章發表于中國硬盤基地(http://www.tratport.com)

    什麽是前置放大器?  
        它是一枚較小的芯片,位于盤體內部的磁頭組件上. 舊式的硬盤前置放大器通常是多針腳的焊接的; 新式前置放大器多數是按照 BGA 原理直接焊接在連接排線上的 (例圖 1, 2).

    硬盤開盤數據恢複技術 剖析硬盤開盤數據恢複要點

    圖1 新式前置放大器的磁頭組件 ([wiki]日立[/wiki]ATMR 系列,2.5 寸硬盤) 

    硬盤開盤數據恢複技術 剖析硬盤開盤數據恢複要點

    圖2 針腳式前置放大器(Seagate 酷魚4 硬盤)   

        更換前置放大器的工作有一定的困難,因爲很容易被靜電的沖擊破壞. 如果需要重新焊接,應該遵從許多的規則來保護前置放大器免于由粗心的手指碰觸所引起的靜電損害. 簡單的保護規則應該包括:硬盤,焊接設備,操作人員必須接地; 而且使用一個12 伏特接地焊接設備; 

    該如何判斷是真正的磁頭故障?  

        實際操作中,這是一個很難判斷的問題. 甚至你打開的盤體也得不到明確的答案,這種故障的判斷很多情況要靠個人的經驗和相應的工具檢測. 舉例來說,PC -3000 軟件能正確地檢測發現在IBM ,Western Digital 有問題的磁頭, 某些Seagate 硬盤,需要通過SA 表面檢查功能才能發現. 對于一些老硬盤的問題是顯而易見的 (這裏我們指的是20 。。。512 MB 硬盤), 這類損壞的硬盤;是真正意義上的磁頭問題. 在圖3 上,能看出Quantum Pro Drive LPS 406M 硬盤的磁頭已經翹起來了. 翹起來的磁頭是致命的危險,因爲它能擦傷盤片導致嚴重的的表面損害, 此外翹起來的磁頭也可能被拉出,IBM 硬盤就有這類的故障. 當然,這種故障也不是經常發生的,但是如果發生了,這個磁頭經過的區域將完全被破壞; 

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    圖3 —翹起來的Quantum Pro Drive LPS 406M 硬盤的磁頭 

       同時也有磁頭讀-寫失效因素, 從外表無法判斷,只能通過歐姆表來檢測相關聯的線圈和排線的阻值來判斷. 檢測線圈和排線的阻值. 硬盤會因爲前置放大器微集成電路被損壞而發出嘀嗒嘀嗒的聲音的. 很難發現問題所在. 舉例來說,Seagate 硬盤需要通過COM 線連接到電腦的COM 口然後通過終端操作軟件根據反饋信息來判斷故障。下列各項信息: 

    Interface task reset ........ head Mask 0000 head Mask 0001 head Mask 0002 head Mask 0003……

        硬盤將會測試所有的磁頭從0 到F;轉換到 F 級或者停止轉動. 所有的Quantum 系列( 包括最後的系列—即是MaxtorD540X 和D740X) 硬盤的問題可能通過很有特點的聲音發現: 硬盤啓動的時候,會有兩聲的滴答聲,然後硬盤的馬達急速運行, 而且將會有另外的4 聲以上的嘀嗒聲, 之後硬盤將會處于"准備就緒"狀態. 對于Western Digital 損壞的前置放大器也可以通過特定的聲音發現:在發出二聲較高的滴答聲音以後硬盤將會停止轉動.Maxtor 硬盤的故障則是發出連續超過30 秒有規律的嘀嗒聲. [wiki]三星[/wiki]硬盤的前置放大器故障則是發出兩次嘀嗒聲後停止轉動;當然這種情況也有可能是因爲無法讀取系統區域的模塊. 

    替換磁頭組件需要做的前期工作 

       第一步是從准備好工作的場所開始. 最主要的是要求潔淨. 如今的磁記錄密度是如此的高以致于哪怕是少量的灰塵的都可能造成一些數據的讀寫問題,有不同的方法達到要求的潔淨程度. 最佳的方法建立一間"無塵工作室". 應該達到10 級無塵, 意謂著 1 個立方米空氣不能包含超過10 個灰塵微粒. 然而每件事都要考慮經濟條件,即使使用要求相對比較低度的潔淨的"無塵工作室" 也是可以使用的, 但是潔淨因素影響[wiki]數據恢複[/wiki]的成功比率. 在選擇了一個幹淨的地方之後,我們准備好必需的工具開始的工作 (例圖4). 

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    圖4 換磁頭使用的工具 

       首先應該准備不同的類型結構的一組螺絲起子.根據不同情況將會需要彎曲和直的鑷子. 同時還有放大鏡和刀子. 可以改變方向的的操作燈. 最後准備一些酒精,醫用手套,面具和一頂可以擋住頭發的無邊帽: 這樣可以避免頭發 (灰塵) 和手指 (油脂) 這些因素,這些能很好的保護硬盤免于汙染. 完成了以上的准備工作後,我們就可以更換磁頭組件了. 但是必須多實踐積累經驗. 

    該如何練習磁頭組件更換? 

        經驗和經常地實踐是決定成功更換磁頭組件的因素,對于有打算開盤體恢複數據的人來說找一些相同廠家的壞硬盤並且多做一些實驗. 經過多次實踐之後你將有信心更換磁頭組件並且可以讀取數據了! 如果你仍然沒有信心,那就多花些時間來實踐,而且很快你將會得到令人滿意的結果! 

    影響更換磁頭組件成功的因素是什麽? 

    1. 考慮磁頭組件的兼容性 (後面敘述).  
    2. 操作環境和使用工具的潔淨程度—因爲工具是灰塵一個主要來源. 
    3. 不匆忙行事,精確判斷問題. 
    4. 不能喝酒和接觸其他任何有可能降低你得反應能力的物質;因爲它能引起你的手顫動和注意力不集中—這樣的話,很可能影響你的工作結果. 

    磁頭組件的匹配規則是什麽? 

         我們將用正常的磁頭組件更換到有問題的硬盤上. 選擇更換磁頭組件的一般要求是: 對應完全相同的磁頭,磁線圈控制、磁控線圈和讀/ 寫芯片. 相同廠家的不同系列的磁頭組件選擇必須遵循必要的組合規則 (見表1). 然而,即使是相同的型號,完全一樣的電路板我們也有可能碰到打開盤體以後發現磁頭不同而不能更換,如果使用了兼容性的特性組合我們就能相應的避免這種情況, 參考表1; 對于一些硬盤,除此之外的那些特性,檢查關于磁頭的數量的信息的序列號是必需的. 它非常有用,尤其對于Maxtor 硬盤. 舉例來說Maxtor 6Y120L0 硬盤(120GB) 有3,4 和甚至 5 個頭. 從序列號可以區分Maxtor ,QUANTUM 和Seagate 硬盤的[wiki]磁頭數[/wiki]量(圖5,6,7), 即: 

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    圖5 —Maxtor 7Y250P0 的序列號(250GB). 序列號的第二個字母表示安裝而且使用磁頭數量

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    圖6 —Quantum Plus AS (40 GB) 的序列號. 第三個符號表示安裝而且使用磁頭
    數量

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    圖 7 —Seagate 酷魚7200.7 ST3200822A (200GB) 的序列號.第三個符號表示安裝而且使用的磁頭數量

    尋找磁頭組件的對應也可以通過檢查標簽上固件版本或者其他同一的符號來確定. 
    表1: 硬盤磁頭組件替換兼容性的特性 
    注:+ 考慮–不需考慮 
     

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    廠家也可能更改相同的系列硬盤參數,因該根據情況而定。 . 

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    圖8 —Seagate 酷魚7200.7,40GB. 固件3.06, 單磁頭

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    圖9 —Seagate 酷魚7200.7,40GB 塑制氣流鎖
     

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    圖11 —老式ST3660A 640M 容易受損傷的—塑制磁組定位器

    什麽樣的是返修硬盤? 它能被當作磁頭組件替代品使用嗎? 

        返修過的硬盤是指廠家爲了達到二次重複使用,通過修改過一些三數, 屏蔽了壞的磁頭,刷新過固件版本等手段處理過的;例如Maxtor 廠家返修硬盤會用Maxtor Ares C64K 系列的盤體替換成Maxtor N40P 的盤體使用,他們有 NAR61EA0 固件版本; Western Digital EB 和 BB 系列返修硬盤,序列號前面會有個‘R’字. 顯而易見的是,如果返修硬盤因爲系統磁頭壞了(0 號磁頭或者其他) 損壞的磁頭將被屏蔽掉,用未被損壞的磁頭替代, 因而,固件版本也將隨之被改變 (舉例來說. 對于Seagate 酷魚7200.7 硬盤的一些固件版本— 3.53,3.75,8.75 所有的磁頭當中只有一對相連接的被使用. 工廠維修不會打開盤體更換磁頭組件;而是通過修改固件來達到修理效果的. 

        綜合很多內部因素返修硬盤的磁頭組件絕大部分無法替換到需要更換的硬盤上面,因爲很多對應的三數倍從新計算過.或許少量的返修硬盤可以替換,但是很難保證可以正常的工作。

        磁頭啓動/停靠裝置實際上有許多類型的磁頭啓動/停靠裝置. 大概的講,分爲外置型裝置 (磁頭停靠在盤片外邊) 和內置型裝置 (磁頭被直接地停放在盤片上特定的區域). 現有的2.5 寸硬盤爲了磁頭更加安全,都使用了外置型裝置. 除此之外,還包括IBM 和日立3.5 寸硬盤( 圖12 —14). 外置型裝置也使用在一些多達12 個磁頭的SCSI 硬盤上! 

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    圖12 (IBM AVER series, 40 GB) 磁頭啓動/停靠裝置磁頭停止

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    圖13 —磁頭載入盤片 (日立AVV2 系列硬盤,80GB)  

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    圖15 —因爲損壞的磁頭造成盤片表面損傷

       內置型裝置系統可能是有一個機械結構類型的;這一個類型通常廣泛地使用在新的Seagate 系列硬盤,QUANTUM 硬盤中(圖9,16,17) ,薄盤體的的Maxtor 硬盤它們的啓動/停靠裝置系統具有非常複雜的塑制機械結構 (例圖18). 

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    圖16,17 —QUANTUM 硬盤的啓動/停靠裝置系統. 圖16 Quantum Maverick. 例圖17-Quantum Fireball LCT10 

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    圖18 —Maxtor Athena, Nike, N40P, Ares C64K 系列的啓動/停靠裝置系統

       某些Maxtor 硬盤、Fujitsu 以及WesternDigital 硬盤中啓動/停靠裝置系統的運行需基于電磁機械原則. 磁頭被一個連于限制物的磁鐵牽拉著;磁頭被拉到一個結構簡單的激活區,這個類型的裝置有個缺點:加載磁頭需要較強的電磁能,一些存在PCB 故障的硬盤就不能正常的加載磁頭;另外,較強電磁能有可能毀壞磁控線圈(例如:,Maxtor Calypso 系列的硬盤經常發生線圈[wiki]短路[/wiki]). 

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    圖20 —基于電磁機械原理的啓動/停靠裝置系統(WD200EB) 

    爲什麽磁頭從0 開始編號?

          原因很簡單,任一電子設置都受數學法則指導. 0 同1-100 的數一樣,在十進制或十六進制中0 充當數字開始,因爲一些原因,制造HDD 時多采用十六進制,一個原因是表示一個大數目可以用較少的字符; ( 舉例來說. 十進制255 以十六進位的格式將會被表示爲FF) 。
    磁頭編號從最低的編碼爲0的開始,下一個就編號爲1,依次類推 (例圖21). 應該注意到即使當磁頭沒有安裝它們仍有編號 (例圖22). 在圖21(WDE9180 的被損壞的磁頭組件) 編號從2 開始,前面的0、1 兩個磁頭沒有安裝. 

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    圖21 —磁頭編碼圖解([wiki]SCSI[/wiki] Western Digital)  

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    圖 22 —磁頭組件 (WD600BB) —實際存在磁頭 0,1 和 3 號;   
     
    在磁頭組件更替中需要特別注意的問題和操作手法? 

        現在我們要認真考慮主要的問題-如何進行磁頭更替? 首先,我們要挑選磁頭組件替換品.因爲表面損壞,讀過程中磁頭會被逐漸磨損,很可能需要不止一個磁頭組件替換品,硬盤Quantum Plus AS 和Maxtor D540 —D740X 就是例子. 

        第一步,清潔磁頭組件替換品硬盤和故障硬盤,最好用一些酒精清洗一下盤體和PCB. 因爲它們是最主要的灰塵來源. 然後把它們放入"清潔室"開始准備操作. 如果驅動器上有固定軸和蓋上的螺絲,必需先拿掉.我們才能進入下一步.固定好打開的硬盤盤體,爲了要取出磁頭組件,我們需要取出部分驅動器內的構件. 建議從定位控制系統的上層磁鐵開始,取出固定它的所有螺絲,然後用鉗子夾住並取出磁鐵.要注意磁鐵磁力很大,萬一滑出,打擊會很大,後果是不可設想的.把上層磁鐵取出後,可以看見一個磁控線圈和定位控制系統.現在我們得取去固定連接管的螺絲了(在例圖23 上).這樣我們才可以取下啓動/停靠裝置系統的部件.如果你的硬盤有內在啓動/停靠裝置系統,你應當先取出磁頭(通過[wiki]盤片[/wiki]移動它們),這時你要旋轉盤片,直至移出磁頭. 

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    圖23 —內置的定位控制系統的結構:(Seagate [wiki]酷魚[/wiki]7200.7,160GB) 磁頭組件, 磁控線圈, 啓動/停靠裝置系統;

    爲什麽移出磁頭時要旋轉盤片呢?

    答案是簡單的:如果不旋轉,磁頭會附于表面. 有可能刮傷盤片。

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       在取出磁頭之前,我們要進行調整以防它們貼附在一起.如果只有一個磁頭, 不必擔心,但如果不止一個磁頭,配對的的磁頭就會貼附在一起.爲了預防這些, 我們可以把配對磁頭中的一個放進一個特殊容器裏.我們可以用細的飲料吸管准備下一步:吸管被加熱至接近它的融解溫度,然後壓平成期望的形狀(如:用尺壓直至到正確的形狀).再把它切成段用于包裹磁頭.同樣的方法可用于保存用過的磁頭. 
    如果驅動器有兩個以上磁頭,需要使用細彎塑性的小鑷子以免劃傷盤片.磁頭取出並包好了,現在松開固定磁頭組件中心軸的螺絲,小心向上,拉出磁頭組件. 

        在這道程序中,要牢記防止靜電,因此,接地和戴手套是必需的.磁頭組件必須用小鑷子或組合鉗取出,如果用手取會損壞連接線前置放大器和連接排線. 

         對磁頭組件替換品完成同樣的程序後,我們就獲得了可以替代損壞的硬盤上好的磁頭組件.開始先用小鑷子或組合鉗把磁頭組件放在軸上,然後旋緊螺絲.

         接下來,把磁頭複位到盤片上.事實上這是最難的.如果只有一個或兩個磁頭, 用小鑷子移開磁頭,這一步很容易完成.若超過兩個磁頭,要移開磁頭就需要雙手或特殊工具,這裏每一部操作就依靠你的想象力和悟性,爲完成這一步,我們可以使用小鑷子和可塑性吸管. 
         把磁頭置于表面後,在旋轉盤片的同時,把磁頭精確地移至停靠區.對于具有外置型啓動/停靠裝置系統的驅動器,首先需要把它放回原處,如果在加載過程中你聽到奇怪的聲音,咯吱咯吱聲,刮擦聲.這時需要拿出磁頭組件,核對每一步操作.如果你決定放任不管,驅動器就會上旋,磁頭很有可能會損壞表面. 
    當你把磁頭組件順利地安放好了後,現在我們把內部設置回歸原位,進入下一個難關---把上層磁鐵放回原位.爲了完成這一步,我們要牢固固定驅動器,用鉗子夾住磁鐵,小心地把它放回原位.完後,校正位置,旋緊螺絲,我們就可以啓動驅動器了.如果每一步完成得很正確很精確,就能夠正常人到硬盤參數,我們就可以得到數據了.

    恢複Western Digital EB 及BB 數據需要注意的操作? 

        實際操作中,這類驅動器有一種特殊的問題,它們的磁頭組件軸是用蓋子封住的,因此,如果磁頭被取出,將不可能重新固定螺絲的原有位置,而且這種驅動器在進行磁頭組件替換後也不大可能很好的運行.然而幸運的是,這些驅動器的BPI 密度非常低,這就可從開著盤體拷貝數據.當然,要保持一定程度的清潔.更換了磁頭,用螺絲刀插入軸心,我們變換方向找尋可重新校正驅動器並獲得數據的軸心位置(例圖25). 接下來,我們要花些時間坐下來把螺絲刀保持在這個位置(可能將近1 小時)讓硬盤能夠正常讀取數據,但這也是值得的! 
     

    硬盤開盤數據恢複技術 剖析硬盤開盤數據恢複要點


    圖25-更換磁頭組件以後,我們通常會手拿螺絲刀調整一定傾斜度協助轉軸轉動來讀取數據WD200BB;
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