Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу записи данных на носитель записи, такой как ленточный носитель, который движется с высокой скоростью и может быть остановлен в процессе такой записи, в частности к способу сопоставления наборов обрабатываемых данных с положением носителя записи и повторной синхронизации положения носителя записи с последовательностью набора данных при возобновлении движения носителя записи.
Предпосылки создания изобретения
В патенте US 5930065, выданном на имя Albrecht и др., описан носитель записи в виде магнитной ленты, на котором на предварительно записанную служебную (серво-) информацию слежения за дорожкой наложены информационные данные.
Такие продольные носители записи типа магнитной или оптической ленты обычно используют в системах обработки данных в качестве вспомогательных носителей данных, предназначенных для хранения больших объемов, не представляющих особой ценности, редко используемых данных или для архивирования данных. Часто передача данных (в виде последовательностей наборов данных) на продольные носители для их сохранения на таком носителе осуществляется в потоковом (стриммерном) режиме. Аналогичным образом считывание данных с такого носителя также происходит в непрерывном режиме. Однако процесс переноса данных иногда может прерываться по различным причинам, например вследствие временного сбоя, при этом носитель записи продолжает двигаться с постоянной номинальной скоростью. Поэтому для возобновления переноса данных носитель записи необходимо остановить и затем вновь привести в движение (перезапустить).
При перезапуске носителя записи его положение необходимо соотнести и повторно синхронизировать с последовательностью набора данных. В типичных известных из уровня техники приводных устройствах (лентопротяжных устройствах), которые приводят ленточный носитель записи в движение, оснащены инкрементным шифратором или тахометром, который выдает сигнал точного позиционирования на счетчики, отслеживающие положение носителя записи. После этого на основании такого сигнала позиционирования от инкрементного шифратора лентопротяжное устройство может переместить носитель записи на некоторое расстояние назад, что также известно как "обратная протяжка", и перезапустить ленту, чтобы к моменту, в который она окажется в точке, в которой прекратился перенос данных, скорость ее протяжки достигла номинальной. Если лента не проскальзывает, то инкрементный шифратор или тахометр и счетчики должны определить точку, в которой прекратился перенос данных, после чего перенос данных можно возобновить.
Наиболее важное значение для современных лентопротяжных устройств и иных приводных устройств, используемых для приведения в движение ленточных носителей, имеет снижение их стоимости. Поскольку прецизионные инкрементные шифраторы являются дорогими, представляется целесообразным найти им приемлемую замену, которая позволила бы отказаться от их применения.
С этой целью было предложено использовать специальные индексные или синхронизирующие дорожки, однако современные лентопротяжные устройства используют при обработке данных максимальное количество информационных дорожек на ленточных носителях с целью сохранения на таком носителе максимально возможного объема информации. По этой причине целесообразно исключить использование не содержащих полезную информацию специальных индексных или синхронизирующих дорожек.
Краткое изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предлагаются система и способ точного совмещения и синхронизации наборов данных на носителе записи, на который предварительно записана кодовая сервопоследовательность. При этом лентопротяжное устройство оснащено сервосистемой, предназначенной для считывания предварительно записанной на носитель записи кодовой сервопоследовательности. В процессе считывания и/или записи наборов данных носитель записи непрерывно приводится в движение, которое может прерываться при его остановке в конце выбранного набора данных и перезапуске.
Согласно настоящему изобретению, определяется точка, в которой завершился перенос данных, при этом для возобновления их переноса не требуется использовать инкрементный шифратор.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого способа, при считывании набора данных с носителя записи и/или при записи на него набора данных детектор, соединенный с сервосистемой, непрерывно считывает данные совмещения линейного положения, которыми модулирована предварительно записанная на носитель записи кодовая сервопоследовательность или которые наложены на нее. Интерполятор, интерполируя предварительно записанные данные совмещения линейного положения, формирует информацию о точности совмещения наборов данных. При остановке носителя записи его протягивают в обратном направлении, после чего его вновь приводят в движение с помощью лентопротяжного устройства. После обратной протяжки и перезапуска формируется выбранная считанная и интерполированная информация о совмещении. При этом детектор повторно считывает и интерполирует предварительно записанные данные совмещения (называемые "вновь считанными и интерполированными данными"), а компаратор сравнивает вновь считанную и интерполированную информацию о совмещении со сформированной считанной и интерполированной информацией о совмещении и при наличии полученного при таком сравнении совпадения указанных типов информации выдает соответствующее сообщение. В ответ на это сообщение о полученном при сравнении совпадении обоих типов информации форматтер данных, соединенный с компаратором, синхронизирует считываемые с носителя записи и/или записываемые на него наборы данных.
В изобретении предлагается также носитель записи в виде магнитной ленты, на который предварительно записана информация, представляющая собой интерполируемые данные совмещения линейного положения, которые записаны в виде кодовых сервопоследовательностей, образованных переходами намагниченности и занимающих по меньшей мере одну продольную серводорожку, и который содержит множество кадров, образованных чередующимися группами пакетных кодовых последовательностей. При этом каждая группа таких пакетных кодовых последовательностей содержит попеременно чередующееся количество по меньшей мере двух повторяющихся пар, обеспечивающих слежение за дорожкой непараллельных переходов намагниченности. По меньшей мере двое из переходов в их повторяющихся парах смещены в продольном направлении носителя относительно других переходов в повторяющихся парах. Такие смещенные переходы несут информацию о совмещении линейного положения, а каждый кадр или группа содержит интерполяционную информацию.
Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что информация о совмещении содержится непосредственно на носителе записи, благодаря чему нет необходимости предотвращать проскальзывание носителя записи относительно инкрементного шифратора.
Краткое описание чертежей
Ниже настоящее изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - изображение в перспективе основной системы и запоминающего устройства в виде накопителя на магнитной ленте с соответствующей кассетой с магнитной лентой;
на фиг.2 - схематичное изображение запоминающего устройства в виде накопителя на магнитной ленте, имеющего систему совмещения и синхронизации, и магнитной ленты, имеющей одну серводорожку;
на фиг.3 - схематичное изображение запоминающего устройства в виде накопителя на магнитной ленте и системы совмещения и синхронизации по фиг.1 и 2;
на фиг.4 - схематичное изображение выполненного по одному из вариантов носителя записи в виде магнитной ленты, содержащего предварительно записанную информацию, представляющую собой интерполируемые данные совмещения линейного положения, которые записаны в виде кодовой сервопоследовательности, образованной переходами намагниченности в форме полосок и определяющей согласно изобретению по меньшей мере одну продольную серводорожку;
на фиг.5 и 6 - примеры соответственно незакодированной ромбовидной кодовой сервопоследовательности и закодированной данными кодовой сервопоследовательности, которые могут использоваться в соответствии с изобретением;
на фиг.7 и 8 - примеры соответственно незакодированной кодовой сервопоследовательности, образованной группами объединенных по 4 и по 5 полосок, и закодированной данными кодовой сервопоследовательности, образованной группами объединенных по 4 и по 5 полосок, которые могут использоваться в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;
на фиг.9 - схематичное изображение запоминающего устройства в виде накопителя на магнитной ленте, имеющего систему совмещения и синхронизации, и магнитной ленты, имеющей две серводорожки;
на фиг.10 - более подробная схема запоминающего устройства в виде накопителя на магнитной ленте и системы совмещения и синхронизации согласно фиг.3, используемой для ленты с одной серводорожкой по фиг.2;
на фиг.11 - схема устройства обнаружения ошибок, используемого в системе по фиг.10 для ленты с двумя серводорожками по фиг.9;
на фиг.12 - блок-схема, иллюстрирующая один из вариантов осуществления предлагаемого в изобретении способа;
на фиг.13 и 14 - соответственно пример последовательно передаваемых данных и временная диаграмма для считанной и интерполированной информации о совмещении линейного положения, сформированной логической схемой по фиг.10;
на фиг.15 - пример таблицы, устанавливающей взаимосвязь между набором данных и информацией о совмещении линейного положения и используемой в варианте по фиг.11 и 12.
Подробное описание изобретения
Ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых функционально и/или конструктивно одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями, рассмотрены предпочтительные варианты осуществления изобретения. При этом следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено рассмотренными в последующем описании предпочтительными вариантами его осуществления, которые носят только иллюстративный характер и позволяют наглядно пояснить сущность настоящего изобретения и в которые, что очевидно для специалистов в данной области техники, можно вносить различные изменения и модификации, не выходя за объем изобретения.
На фиг.1 и 2 схематично показана система хранения данных, в состав которой входят запоминающее устройство в виде накопителя на ленте, например на магнитной ленте, имеющее лентопротяжное устройство 12 и соответствующую кассету 14 с собственно ленточным носителем - магнитной лентой, а также система 15 совмещения и синхронизации набора данных с ленточным носителем.
Как показано на фиг.1, кассета 14 с ленточным носителем, на котором записана информация в виде наборов данных, предназначенных для считывания и/или записи в лентопротяжном устройстве 12, вставляется в это лентопротяжное устройство 12, которое кабелем 18 соединено с главным процессором 16 обработки данных. Кассета 14 состоит из корпуса 19, внутри которого находится лента 20, например магнитная лента. В другом варианте лентопротяжное устройство 12 может представлять собой оптическое запоминающее устройство на ленточном носителе, а в кассете 14 может находиться соответственно оптический носитель записи. В корпусе лентопротяжного устройства 12 имеется приемное отверстие 22 прямоугольной формы, в которое вставляется кассета 14. Главный процессор 16 обработки данных может представлять собой любой соответствующий процессор, например персональный компьютер, такой как "Aptiva" фирмы IBM, или рабочую станцию, такую как "RS6000" фирмы IBM, либо системный компьютер, такой как "AS400" фирмы IBM. Лентопротяжное устройство 12, которое предпочтительно должно быть совместимо с соответствующими главными процессорами, может быть рассчитано на кассеты любого из применяемых размеров и любого из применяемых форматов записи. В качестве примера подобных лентопротяжных устройств можно назвать лентопротяжные устройства типа IBM "3490" или IBM "3570", лентопротяжные устройства для магнитных лент с цифровой линейной записью или лентопротяжные устройства, совместимые с форматом "Travan", в некоторых из которых используются двухкатушечные кассеты 14, а в других - однокатушечные кассеты.
Как показано на фиг.2, подобные лентопротяжные устройства обычно имеют приводной двигатель (не показан), которым катушки кассеты 14 приводятся во вращение, что сопровождается протяжкой ленты 20 вдоль блока 24 магнитных головок. Этот блок магнитных головок, который изображен сплошными линиями, состоит из сравнительно узкой считывающей сервоголовки 26, которая детектирует кодовую сервопоследовательность, записанную на серводорожке 27 ленты. В блоке магнитных головок имеется далее головка 28 считывания-записи данных, которая обычно шире сервоголовки и расположена над участком 29 информационных дорожек ленты, имеющей множество подобных информационных дорожек, и которая служит для считывания данных, записанных на информационной дорожке, или их записи на такую информационную дорожку. Для упрощения на фиг.2 показана только одна считывающая сервоголовка и только одна головка считывания-записи данных. Однако для специалистов в данной области техники очевидно, что в большинстве систем обработки данных, записанных на ленте, предусмотрено несколько параллельных серводорожек, несколько считывающих сервоголовок и несколько головок считывания-записи данных.
Вдоль ленты 20 проходит условно изображенная на чертеже средняя линия 30 серводорожки. Считывающая сервоголовка 26 выполнена, как указано выше, сравнительно узкой, а ее ширина существенно меньше ширины серводорожки 27. Согласно патенту US 5930065, который включен в настоящее описание в качестве ссылки, при перемещении ленты в продольном направлении вдоль блока 24 магнитных головок серводорожка 27 перемещается вдоль сервоголовки 26. В процессе такого перемещения считывающая сервоголовка 26 детектирует кодовую сервопоследовательность по изменению направления магнитного потока (переходам намагниченности) и генерирует аналоговый сервосигнал, который по линии 34 передачи сервосигналов поступает в дешифратор 36 сигналов. Этот дешифратор обрабатывает сигнал считывающей сервоголовки и генерирует сигнал положения, который по линиям 38 поступает в сервоконтроллер 40. Сервоконтроллер, в свою очередь, генерирует управляющий сигнал, который по линиям 42 управления передается в сервомеханизм позиционирования блока 24 магнитных головок. В ответ на управляющий сигнал, поступающий от сервоконтроллера, сервомеханизм позиционирования перемещает блок магнитных головок, включая сервоголовку 26, в боковом направлении относительно средней линии 30 серводорожки для установки считывающей сервоголовки над требуемой серводорожкой или для удержания сервоголовки 26 в отцентрированном положении относительно средней линии 30 серводорожки.
Как указано выше, перенос данных на ленточный носитель или с него обычно осуществляется в поточном (стриммерном) режиме. Однако процесс переноса данных на носитель или с него часто прерывается, тогда как носитель при этом продолжает двигаться с постоянной номинальной скоростью. По этой причине носитель для возобновления считывания с него данных, соответственно записи на него данных необходимо сначала остановить, а затем повторно привести в движение (перезапустить).
При повторном приведении носителя записи в движение (при перезапуске) его положение необходимо сначала согласовать с последовательностью набора данных и повторно синхронизировать с ней. Сказанное наиболее важно при записи данных, поскольку в противном случае ранее записанный набор данных может оказаться затертым либо на ленте может остаться старый набор данных вперемешку с новыми данными. С этой целью носитель перемещается лентопротяжным устройством 12 назад путем обратной протяжки, для чего приводной двигатель реверсируется на определенный промежуток времени. В результате лента протягивается в обратном направлении на некоторое линейное расстояние, после чего происходит перезапуск ленты, которая в момент достижения точки, в которой прекратился перенос данных, достигает номинальной скорости движения. В изобретении предлагается способ согласования (синхронизации) наборов данных с линейным положением ленты при перезапуске процесса переноса данных. Таким образом, перенос данных возобновляется с точки, которая "идентична" той, в которой прекратился перенос данных. В данном случае термин "идентичный" включает любое необходимое смещение, которое требуется, например, для согласования смещения головки считывания-записи или согласования операции дозаписи (т.е. присоединения еще незаписанных данных к уже записанным и их согласования между собой).
В патенте US 5930065 описан ленточный магнитный носитель, у которого на дорожку с предварительно записанной сервоинформацией слежения за дорожкой путем модуляции этой сервоинформации закодированными данными наложены информационные данные (т.е. данные, несущие полезную информацию). При этом сервоинформация представляет собой кодовую последовательность, записанную в виде переходов намагниченности, и занимает по меньшей мере одну продольную серводорожку. При этом по меньшей мере две повторяющиеся пары непараллельных переходов намагниченности, которые ориентированы наклонно или продольная ориентация которых каким-либо иным образом непрерывно изменяется на различные направления по ширине серводорожки, образуют пакетную кодовую сервопоследовательность. В одном из вариантов такие переходы намагниченности имеют форму обращенных во взаимно противоположные стороны шевронов, при этом каждая пара переходов намагниченности образует "ромб". Согласно другому варианту, используются полоски со взаимно противоположным углом наклона. Пары переходов намагниченности образуют группы, состоящие из множества подобных пар переходов. По меньшей мере два перехода намагниченности из числа повторяющихся их пар в группе смещены в продольном направлении относительно других переходов, при этом смещенные переходы намагниченности содержат модулированные информационные данные.
Информационные данные описанного в US 5930065 типа используются согласно настоящему изобретению для интегрирования в кодовые сервопоследовательности, занимающие по меньшей мере одну продольную серводорожку, предварительно записанных интерполируемых данных совмещения линейного положения.
На фиг.3 показан один из вариантов выполнения предлагаемой в изобретении системы совмещения и синхронизации. Как показано на фиг.3, сервосистема 52 формирует и дешифрует содержащиеся в серводорожке данные и предварительно записанные данные. Логическая схема 50 формирования линейного положения (ЛПОЛ) детектирует предварительно записанные данные совмещения линейного положения в дешифрованной кодовой последовательности, считанной со серводорожки. Данные совмещения линейного положения записываются в кодированном виде на серводорожку по длине ленты на таком по протяженности участке, чтобы количество битов данных совмещения было достаточным предпочтительно для записи данных совмещения в виде последовательно увеличивающихся отсчетов без повторения этих данных по всей длине ленты. В результате слово данных совмещения линейного положения может иметь столь большую длину, что для его записи потребуется лента, длина которой превышает необходимую разрешающую способность.
Поэтому логическая схема 50 формирования линейного положения дополнительно интерполирует данные совмещения линейного положения таким образом, чтобы обеспечить более высокую разрешающую способность линейного позиционирования носителя записи или ленты.
Логическая схема 50 формирования линейного положения непрерывно считывает и интерполирует данные совмещения линейного положения, которыми модулирована предварительно записанная на носитель кодовая сервопоследовательность, и передает считанную и интерполированную информацию о линейном положении (ЛПОЛ) в форматтер 54 данных. В показанном на фиг.3 варианте такая информация поступает по последовательному интерфейсу 56.
Форматтер 54 данных декодирует из потока данных, поступающего по каналу чтения-записи лентопротяжного устройства 12, набор записанных вместе с каждым набором данных уникальных символов, называемых "идентификатором заголовка пары кодовых слов". Форматтер данных имеет аппаратную буферную память, в которой он сохраняет таблицу 57, устанавливающую взаимосвязь между соответствующей частью самых последних из поступивших идентификаторов заголовка пары кодовых слов и линейным положением (ЛПОЛ). При обнаружении разделителя наборов данных в таблице 57 создается новая запись, которая в том случае, если таблица заполнена полностью, записывается на место наиболее старой из содержащихся в таблице записей. В другом варианте таблица может быть организована в виде буфера обратного магазинного типа (FIFO-буфера), когда данные помещаются в таблицу в порядке их поступления. Если FIFO-буфер заполнен, то из него удаляется наиболее старая из поступивших в него записей.
В определенный момент носитель записи может быть остановлен. Как указывалось выше, такая остановка может быть обусловлена прерыванием переноса данных или временными сбоем. Однако в другом варианте перенос данных может быть остановлен в связи с его завершением. В этом случае вместо перезапуска носитель записи можно перемотать в начало и извлечь из лентопротяжного устройства 12.
При прерывании переноса данных носитель записи необходимо протянуть в обратном направлении и затем перезапустить. Лентопротяжное устройство 12 разгоняет носитель записи до необходимой скорости, чтобы сервосистема могла совместить в боковом направлении магнитную головку с информационной дорожкой.
Для совмещения набора данных в продольном направлении лентопротяжное устройство 12 протягивает носитель записи в обратном направлении и перезапускает его таким образом, чтобы согласовать и повторно синхронизировать положение носителя и записанного на него набора данных с остальной последовательностью наборов данных.
В другом варианте контроллер ленты может выдавать команду начать перенос данных с более раннего набора данных в последовательности.
Таким образом, в логическую схему 50 формирования линейного положения поступает считанная и интерполированная информация о совмещении линейного положения самого последнего набора данных, полученная на основании содержащихся в таблице 57 записей, устанавливающих взаимосвязь между линейным положением и набором данных, или на основании содержащейся в таблице записи с информацией о линейном положении для более раннего набора данных. Так, например, форматтер 54 данных передает в канал 55 данных выбранную считанную и интерполированную информацию о совмещении линейного положения, указывающую на завершение процесса обратной протяжки ленты и ее перезапуска, а также передает выбранную считанную и интерполированную информацию о совмещении линейного положения в логическую схему 50 формирования линейного положения. Эта логическая схема 50 формирования линейного положения вновь считывает и интерполирует предварительно записанные данные совмещения линейного положения и сравнивает эти вновь считанные и интерполированные данные совмещения линейного положения с полученной считанной и интерполированной информацией о совмещении линейного положения. Совпадение полученной и вновь считанной информации о совмещении линейного положения указывает на то, что носитель записи занял "идентичное" линейное положение либо смещен на заданную величину, необходимую, например, для дозаписи, или же такое сравнение используется для согласования величины смещения головки чтения-записи, как это описано выше. Логическая схема формирования линейного положения выдает соответствующее сообщение о полученном при сравнении совпадении, передавая в форматтер 54 данных по линии 58 сигнал разрешения записи или по линии 59 сигнал разрешения считывания. После этого в ответ на сообщение о полученном при сравнении совпадении форматтер 54 данных инициирует операцию считывания или дозаписи, синхронизируя считывание наборов данных с носителя записи и/или их запись на него.
Наборы данных обычно отделены друг от друга разделителями и поэтому форматтер 54 данных может синхронизировать считывание и/или запись по такому разделителю наборов данных, который непосредственно следует за набором данных в совпавших данных совмещения линейного положения.
На фиг.4 схематично показан носитель 70 записи, например магнитный ленточный носитель, содержащий информацию 71, которая представляет собой интерполируемые данные совмещения линейного положения, предварительно записанные, например, в виде образованных переходами намагниченности кодовых сервопоследовательностей, занимающих по меньшей мере одну продольную серводорожку. Данные, записанные на серводорожке, состоят из множества кадров 73 чередующихся групп пакетных кодовых последовательностей 74 и 75.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения в каждом кадре содержится один бит 76 данных 71 совмещения линейного положения. В состав данных, записанных на серводорожке, предпочтительно входит метка 77 синхронизации (СИНХ), за которой следуют данные 71 продольного положения, а также могут следовать другие данные 78, например данные, предоставленные изготовителем носителя записи. Метка синхронизации может представлять собой, например, 8-разрядную метку и состоять из одного бита "1" и семи следующих за ним битов "0". Подобная метка синхронизации служит средством идентификации начала каждого набора данных совмещения линейного положения.
Как указывалось выше, данные 71 совмещения линейного положения записаны в кодированном виде на серводорожку по длине ленты на таком по протяженности участке, чтобы количество битов данных совмещения было достаточным предпочтительно для записи этих данных совмещения в виде последовательности данных, не повторяющейся по всей длине ленты.
Серводорожки, содержащие данные совмещения линейного положения, можно записывать на носитель записи на стадии, предшествующей разрезания такого носителя на отдельные носители записи. В результате данные совмещения линейного положения в общей последовательности данных могут начинаться с любого, необязательно наименьшего числа в общей последовательности.
При большом количестве битов, например 24 битах, общая длина слова данных 71 совмещения линейного положения и соответствующей метки 77 синхронизации (например, 8 битов), а также других данных 78 (например 4 бита) может оказаться настолько большой, что для их записи потребуется лента, длина которой превышает необходимую разрешающую способность.
Поэтому согласно настоящему изобретению записанные данные представляют собой интерполируемые данные, при этом каждая группа данных содержит соответствующую интерполяционную информацию. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения каждый кадр 73 содержит две группы кодовых последовательностей 74 и 75, а отсчет каждой образующей полукадр группы начинается с конца каждой кодовой последовательности метки 77 синхронизации и начала данных 71 совмещения линейного положения, благодаря чему обеспечивается интерполяция данных совмещения линейного положения. Так, например, если вся кодовая последовательность данных совмещения линейного положения содержит 8-разрядную метку 77 синхронизации, 24-разрядное слово данных 71 совмещения линейного положения и 4-разрядные иные данные, т.е. в общей сложности 36 битов 76 при общем количестве кадров 73, равном 36, при подсчете полукадрами на каждый отсчитываемый разряд (бит) интерполяционной информации будет приходиться 1/72 часть всей кодовой последовательности. Вместо этого в другом варианте можно осуществлять подсчет каждого кадра, при этом на каждый отсчитываемый разряд (бит) будет приходиться 1/36 часть всей кодовой последовательности.
В соответствии с патентом US 5930065 на фиг.5-8 проиллюстрированы примеры кодовых сервопоследовательностей, в виде которых могут быть закодированы данные.
На фиг.5 и 6 показан наиболее простой способ включения кодированных данных в кодовую последовательность. Показанная на чертеже кодовая последовательность состоит из переходов намагниченности, так называемых шевронов, ориентация каждого из которых изменяется в двух продольных направлениях по ширине носителя записи. В каждой паре такие шевроны обращены во взаимно противоположные стороны и вместе два шеврона образуют так называемый ромб. В другом варианте переходы намагниченности могут состоять лишь из верхней половины шевронов, а пара переходов таким образом будет образована наклоненным вперед переходом или "полоской", за которым следует наклоненный в обратную сторону переход или полоска. Согласно еще одному из вариантов, один из переходов может не иметь наклона. В контексте настоящего изобретения термины "шеврон" или "полоска" относятся к единичному переходу, а термины "ромб" или "пара полосок" означают согласованную пару непараллельных переходов, обращенных друг к другу.
Минимальное количество шевронов в группе, которая может использоваться для формирования сервосигнала ошибки положения и кодирования данных, равно двум. В одном из примеров алгоритма кодирования логическую "1" можно получать расположением шевронов на большем расстоянии друг от друга, а логический "0" - расположением шевронов ближе друг к другу. Расстояния, на которые в этих случаях смещают каждый шеврон, идентичны по абсолютной величине, но противоположны по направлению. Поскольку шевроны необходимо перемещать парами, оба шеврона, образующих ромб, перемещают совместно как пару. В показанном на фиг.5 варианте кодовая последовательность состоит из двух ромбов 80, образованных четырьмя шевронами, которые расположены на стандартном расстоянии друг от друга и не содержат данных, а в показанном на фиг.6 варианте представлены кодовые последовательности в виде ромбов 81, которыми закодированы биты "0011", если смотреть слева направо. При этом, в частности, расстояния "А" характеризуют сервоинформацию, а расстояния "В" - закодированные данные.
Несмотря на то, что для реализации настоящего изобретения могут использоваться показанные на фиг.6 кодовые последовательности, каждая из которых образована двумя ромбами, основной недостаток, связанный с наличием только двух ромбов в группе, состоит в том, что кодовую последовательность "00000" достаточно сложно отличить от кодовой последовательности "11111", если только скорость привода не является постоянной и известной. При использовании только двух ромбов в каждой группе сложно разработать устройства, которые обеспечивали бы надежное считывание информации, представленной в подобном виде, вне зависимости от скорости движения ленточного носителя.
Однако, как описано в патенте US 5930065, обеспечивающие надежное распознавание информации вне зависимости от скорости движения ленточного носителя устройства можно получить, использовав три или более ромбов или пар полосок в каждой группе, как это показано на фиг.7 и 8. На фиг.7 показаны чередующиеся группы 82, состоящие из пар объединенных по четыре и по пять полосок, отстоящих друг от друга на стандартное расстояние. На фиг.8 показаны группы 83 чередующихся пакетов, состоящих из пар объединенных по четыре и по пять полосок, показанных на фиг.7, при этом по две полоски в каждой группе пар объединенных по пять полосок, смещены в сторону и кодируют таким путем логическую "1", а смещенные ближе друг к другу полоски кодируют логический "0".
В другом варианте соответствующим образом можно закодировать пакеты, состоящие как из пар объединенных по четыре полоски, так и из пар, объединенных по пять полосок.
Закодированные таким образом пары полосок для передачи информации используются также в стандартной кодовой последовательности для линейной незамкнутой записи на ленту ("Linear Tape Open").
Таким образом, каждая группа пакетных кодовых последовательностей на ленточном магнитном носителе записи содержит изменяющееся количество по меньшей мере двух повторяющихся пар непараллельных переходов намагниченности, обеспечивающих слежение за дорожкой, при этом по меньшей мере один из переходов в каждой паре непрерывно изменяется в продольном направлении по ширине дорожки, например представляет собой полоску или шеврон. В каждом кадре по меньшей мере два перехода в повторяющихся парах, входящих в группу, смещены в продольном направлении относительно других переходов в повторяющихся парах. Смещенные переходы содержат данные совмещения линейного положения, а каждая группа пакетных кодовых последовательностей, таких как ромб или кадр, состоящий из двух ромбов переменной длины, несет интерполяционную информацию.
Как показано, например, на фиг.4 и 8, длина каждого кадра 73 может составлять 200 мкм, а длина каждой группы или полукадра - примерно 100 мкм. Если общая длина данных 71 линейного положения составляет 36 бит, включая 36 кадров, то общая длина данных линейного положения составляет 7,2 мм. По мере считывания каждого кадра содержимое данных линейного положения постоянно обновляется, однако эти данные отражают только их положение на всем участке длиной 7,2 мм. Таким образом, шаг интерполяции для данных линейного положения при использовании для интерполяции каждой группы составляет 1/72 или лежит в пределах 100 мкм.
На фиг.9 показана система с двумя дорожками для записи серводанных и модулированных данных, имеющая две серводорожки 27 и 27’, информация с которых считывается считывающими сервоголовками 26 и 26’ блока 24’ магнитных головок. Считывание информации с серводорожек происходит одновременно, а серворегулирование положения сервоголовок относительно обеих средних линий 30 и 31’ серводорожек, среднее или обобщенное положение которых является более точным по сравнению с положением одной единственной серводорожки, позволяет повысить точность позиционирования головок 28а и 28b чтения-записи данных. В этой системе дешифратор 36’ сигналов может быть аналогичен дешифратору 36 сигналов, и в нем используется та же схема декодирования модулированных данных.
Согласно изобретению, на каждой из двух серводорожек 27 и 27’ предварительно записаны идентичные данные совмещения линейного положения. Поэтому при появлении ошибки на одной из серводорожек или при появлении ошибки при считывании информации с одной из них система 15 совмещения и синхронизации переключится с такой, давшей сбой, серводорожки на другую серводорожку.
На фиг.10 изображена более подробная схема выполненного в соответствии с показанным на фиг.3 вариантом запоминающего устройства на ленте с лентопротяжным устройством и системы совмещения и синхронизации с одной серводорожкой по фиг.2, на фиг.11 показана схема выполненного по одному из вариантов устройства обнаружения ошибок, используемого в системе по фиг.10 с двумя серводорожками по фиг.9, а на фиг.12 показана блок-схема, иллюстрирующая один из вариантов осуществления предлагаемого в изобретении способа.
В соответствии с фиг.10 и 12, на шаге 100 проверяется, остановлен ли носитель записи (лента) или движется. Если носитель остановлен (решение "НЕТ"), то такая проверка циклически повторяется до тех пор, пока на шаге 100 не будет получен положительный ответ (решение "ДА"), т.е. до тех пор, пока носитель записи не начнет приводиться в движение лентопротяжным устройством 12 со скоростью, достаточной для считывания с него сервосистемой 52 лентопротяжного устройства серводанных и предварительно записанных данных совмещения продольного положения. При движении носителя записи сервосистема 52 лентопротяжного устройства 12 считывает серводанные и предварительно записанные данные с одной серводорожки или с одной из серводорожек. Дешифратор 36 сигнала декодирует кодовую последовательность данных совмещения линейного положения, содержащую, например, метку синхронизации, слово данных совмещения линейного положения и любые иные данные. На шаге 103 детектор 102 логической схемы формирования линейного положения детектирует предварительно записанные данные совмещения линейного положения, извлекая их из дешифрованной кодовой последовательности, считанной с серводорожки. Как указывалось выше, общая длина слова данных совмещения линейного положения может быть настолько большой, что для его записи потребуется лента, длина которой превышает необходимую разрешающую способность.
Поэтому на шаге 107 интерполятор 106 логической схемы формирования линейного положения дополнительно интерполирует данные совмещения линейного положения таким образом, чтобы обеспечить более высокую разрешающую способность линейного позиционирования носителя записи или ленты.
Согласно фиг.11 и 12, на каждой из двух серводорожек в соответствии с изобретением предварительно записаны идентичные данные совмещения линейного положения. Сигналы данных, считываемых с обеих серводорожек, декодируются, как указывалось выше, дешифраторами 36 и 36’, и один из декодированных сигналов направляется переключателем 114 в детектор 102 и интерполятор 106. Таким образом, при появлении ошибки на одной из серводорожек или ошибки при считывании данных с одной из серводорожек система совмещения и синхронизации переключиться с такой, давшей сбой, серводорожки на другую серводорожку.
На шаге 111 детектор 110 ошибок осуществляет непрерывный контроль за сервосистемой 52 и данными, считанными с серводорожки и детектированными детектором 102. При непрерывном контроле за сервосистемой 52, когда, например, серводорожки содержат чередующиеся группы повторяющихся пар, объединенных по четыре и по пять переходов, на шаге 111 обнаружения ошибок проверяется наличие недостающего или лишнего перехода в их парах. Если предварительно записанные модулированные данные совмещения линейного положения содержат в каждом кадре один бит многоразрядных данных продольного положения, то при непрерывном контроле за детектором 102 на шаге 111 обнаружения ошибок дополнительно или альтернативно может быть предусмотрена операция по обнаружению неправильно размещенных переходов, в которых в одной из групп пар переходов содержится необнаруженный бит. Для специалистов в данной области техники очевидно, что на шаге 111 обнаружения ошибок могут выполняться и иные операции.
Если на шаге 111 будет обнаружена ошибка (решение "ДА"), то детектор 110 ошибок на шаге 113 выдаст по линии 121 соответствующий сигнал в показанную на фиг.10 логическую схему 120, которая в этом случае установит "достоверный" бит в состояние "0", т.е. присвоит ему значение "недостоверный", что более подробно поясняется ниже. На следующем шаге 122 по сигналу, поступившему от детектора 110 ошибок, происходит срабатывание переключателя 114, который может быть предусмотрен в сервосистеме 52 и который переключает каналы с дешифратора 36 или 36’, в котором возникла ошибка, на соответственно другой дешифратор.
Если же на шаге 111 не будет обнаружена ошибка (решение "НЕТ"), то на следующем шаге 123 "достоверный" бит устанавливается в состояние "1", т.е. ему присваивается значение "достоверный", что более подробно поясняется ниже.
После этого детектор и интерполятор логической схемы формирования линейного положения продолжают считывать и интерполировать данные совмещения линейного положения, циклически повторяя выполнение операций на шагах 103, 107 и 111.
Согласно фиг.10 и 12, детектор 102 и интерполятор 106 непрерывно считывают данные совмещения линейного положения, которыми модулирована предварительно записанная на носитель записи кодовая сервопоследовательность, и передают считанную и интерполированную информацию о положении в логическую схему 120. Логическая схема 120 через интерфейс 56 передает информацию о линейном положении вместе с "достоверным/недостоверным" битом и дополнительной информацией, описанной ниже, в форматтер 54 данных. Информация о линейном положении предпочтительно обновляется с каждым возрастающим отсчетом интерполятора 106, как это описано ниже.
Как указывалось выше, форматтер 54 данных использует "идентификатор заголовка пары кодовых слов" для каждого набора данных, поступивших по каналу 55 данных, и формирует таблицу 57, устанавливающую взаимосвязь между самым последним из поступивших "идентификаторов заголовка пары кодовых слов" и линейным положением. При обнаружении разделителя наборов данных в таблице 57 создается новая запись, которая в том случае, если таблица заполнена полностью, записывается на место наиболее старой из содержащихся в таблице записей. В другом варианте, как описано выше, таблица может быть организована в виде буфера обратного магазинного типа (FIFO-буфера), в который помещается новая запись с одновременным удалением наиболее старой записи.
В результате в таблице 57 фиксируется точное положение самого последнего набора данных наряду с положениями нескольких предшествующих наборов данных. Таким образом, количество наборов данных, точные положения которых зафиксированы в таблице, зависят от ее емкости, соответственно размера.
На фиг.15 показан пример таблицы 57, которая устанавливает взаимосвязь между идентификаторами наборов 170 данных и соответствующей им интерполированной информацией 171 о совмещении линейного положения. Как указывалось выше, наборы данных могут быть идентифицированы по "идентификатору заголовка пары кодовых слов" в столбце 173, который (идентификатор) однозначно идентифицирует набор "пары кодовых слов", к которому они относятся. Понятие "пара кодовых слов" относится к подмножеству данных в наборе данных и к соответствующему ему предназначенному для исправления ошибок путем проверки на четность коду коррекции ошибок (ККО), который может быть закодирован в паре перемежающихся четных/нечетных кодовых слов кода коррекции ошибок (ККО). "Идентификатор 173 заголовка пары кодовых слов" содержит указатель "цикла записи", который представляет собой порядковый номер цикла записи, в котором была записана эта пара кодовых слов. Идентификатор набора данных может также включать информацию о состоянии, которая содержится в столбце 174 и которая может указывать, является ли набор данных фрагментом или нет и т.д. При наличии такой информации контроллер ленты может определить правильное местоположение для дозаписи данных, а именно определить, должна ли дозапись осуществляться после фрагмента, замыкающего набор данных и являющегося логической частью такого набора данных, или перед фрагментом, являющимся фактическим остатком старого набора данных и не содержащим какой-либо ценной информации.
Информация 171 о линейном положении содержит в столбце 176 данные совмещения линейного положения, считанные с предварительно записанной кодовой сервопоследовательности, а в столбце 177 содержит интерполированную информацию о положении. В столбце 178 дополнительно может содержаться информация о состоянии, указывающая, например, направление серводорожки, являются ли серводанные достоверными, и т.д.
Как указывалось выше, информация о линейном положении множества наборов данных может быть зафиксирована в таблице 57. Благодаря этому контроллер ленты может осуществлять обратную протяжку, перезапуск и инициировать перенос данных после последнего из зафиксированных набора данных, такого как набор 180 данных, либо вместо этого может инициировать перенос данных в один из предыдущих наборов данных, такой как набор 182 данных. Таким образом, контроллер ленты указывает выбранный набор данных для форматтера 54 данных, в который из таблицы 57 поступает считанная и интерполированная информацию о линейном положении для выбранного набора данных.
Носитель записи может быть остановлен в определенный момент времени, что распознается на шаге 128. Если же носитель записи продолжает непрерывно двигаться (решение "НЕТ" на шаге 128), о чем лентопротяжным устройством 12 выдается соответствующее сообщение в логическую схему 120, происходит возврат к шагам 103 и 107. Как указывалось выше, остановка носителя записи может быть обусловлена прерыванием процесса переноса данных или временным сбоем. Однако в другом варианте перенос данных может быть остановлен в связи с его завершением. В этом случае вместо перезапуска носитель записи можно перемотать в начало и извлечь из лентопротяжного устройства 12.
При прерывании процесса переноса данных носитель записи необходимо протянуть в обратном направлении и затем перезапустить. Таким образом, если на шаге 128 будет установлено, что носитель записи прекратил непрерывное движение, то по решению "ДА" осуществляется переход к шагу 130, на котором логическая схема 120 определяет, осуществляет ли лентопротяжное устройство обратную протяжку и перезапуск носителя записи. При отрицательном ответе (решение "НЕТ") лентопротяжное устройство необходимо остановить по иной причине, например, для перемотки ленты в начало или извлечения носителя записи из лентопротяжного устройства. При этом происходит возврат к шагу 100.
Если же на шаге 130 будет получен положительный ответ (решение "ДА"), то лентопротяжное устройство возобновит операцию считывания или записи, при этом согласно изобретению операция считывания или записи возобновляется с корректного набора данных за счет соотнесения и повторной синхронизации положения носителя записи и последовательности наборов данных. После обратной протяжки лентопротяжное устройство 12 разгоняет носитель записи до номинальной скорости, что позволяет сервосистеме совместить в боковом направлении магнитную головку с информационной дорожкой.
Таким образом, на шаге 134 в логическую схему 120 поступает выбранная считанная и интерполированная информация о совмещении линейного положения, полученная на основании содержащихся в таблице 57 записей, устанавливающих взаимосвязь между линейным положением и набором данных. Так, например, форматтер 54 данных передает в канал 55 данных выбранную считанную и интерполированную информацию о совмещении линейного положения, указывающую на завершение процесса обратной протяжки ленты и ее перезапуска, а также передает выбранную считанную и интерполированную информацию о совмещении линейного положения в логическую схему 120.
Кроме того, интерполяционный отсчет позволяет распознавать нечитаемое линейное положение, при этом линейное положение, которое должно соответствовать данной точке, рассчитывается путем экстраполяции и подставляется вместо нечитаемого линейного положения. Так, например, если текущим линейным положением является положение X(N), где Х представляет собой считанное с ленты значение, то по достижении полного интерполяционного отсчета вместо него подставляется линейное положение X(N)+1 при условии, что лента движется вперед, или линейное положение X(N)-1, если лента движется в обратном направлении.
После этого на шагах 143 и 147 детектор 102 и интерполятор 106 выполняют те же операции, что и на шагах 103 и 107, повторно считывая и интерполируя предварительно записанные данные совмещения линейного положения.
Затем логическая схема 120 передает вновь считанную и интерполированную информацию о совмещении линейного положения в компаратор 150. Этот компаратор на шаге 152 сравнивает вновь считанную и интерполированную информацию о совмещении линейного положения с полученной ранее считанной и интерполированной информацией о совмещении линейного положения. При отсутствии совпадения, т.е. при получении на шаге 153 отрицательного ответа (решение "НЕТ") происходит возврат к шагам 143 и 147. Когда компаратор 150 укажет на совпадение полученной и вновь считанной информации о совмещении линейного положения (решение "ДА" на шаге 153), то это будет означать, что носитель записи занял "идентичное" линейное положение относительно выбранного набора данных.
При выполнении, например, операции записи в канал 55 данных на шагах 134 и 152 из содержащейся в форматтере 54 данных таблицы 57 для заголовка набора данных считывается соответствующее ему линейное положение, что при прерывании потока записываемых данных позволяет определить соответствующую точку (точку линейного положения), с которой должна начинаться дозапись для последовательной записи данных. При возобновлении операции записи и после обратной протяжки ленты из канала 55 данных в сервосистему 52 выдается новый запрос об указании местоположения, при этом характеризующий целевое линейное положение параметр определяется по таблице 57. Сервосистема 52 передает это значение, соответствующее целевому линейному положению точки, с которой должна начинаться дозапись, в логическую схему 120. При этом в лентопротяжное устройство 12, которое перезапускает ленту, разгоняя ее до номинальной скорости, при которой должна происходить запись данных, поступает сервосигнал слежения за дорожкой, по которому регулируется поперечное положение головки. Сервосистема 52 фиксирует момент, в который сервопараметры скорости и положения слежения за дорожкой окажутся в допустимых контрольных пределах, разрешая после этого инициировать процесс совмещения наборов данных. При этом, например, считывающая сервоголовка должна располагаться над серводорожкой лишь для считывания информации о линейном положении. После этого компаратор 150 сравнивает вновь считанную и интерполированную информации о совмещении линейного положения с полученной ранее считанной и интерполированной информацией о совмещении линейного положения.
При наличии совпадения между обоими указанными типами информации, что определяется на шаге 153, компаратор выдает по линии 58 в форматтер 54 сигнал разрешения записи.
Операция считывания выполняется аналогично операции записи. Однако в этом случае компаратор 150 выдает по линии 59 в форматтер 54 сигнал разрешения считывания. Помимо этого такой сигнал разрешения считывания может выдавать значительно раньше момента определения точки целевого линейного положения, поскольку форматтер 54 данных способен распознавать идентификатор заголовка кодового слова целевого набора данных и может начинать перенос данных с носителя в буфер данных. В результате на шаге 134 может быть задана более ранняя точка целевого линейного положения.
Для специалистов в данной области техники очевидно, что на шаге 134 могут выполняться и иные операции. Подача сигнала разрешения считывания по линии 59 или сигнала разрешения записи по линии 58 может быть прекращена по достижении конца носителя и реверсировании ленты или в случае превышения сервоошибкой порогового уровня, при котором запись данных должна быть остановлена.
После этого форматтер 54 данных, как указывалось выше, в ответ на сообщение о полученном при сравнении обоих типов информации совпадении инициирует на шаге 160 операцию считывания или операцию дозаписи, синхронизируя считывание наборов данных с носителя записи и/или их запись на носитель записи. По достижении синхронизации осуществляется возврат к шагу 100.
На фиг.13 и 14 представлены пример последовательных данных и временная диаграмма для считанной и интерполированной информации о совмещении линейного положения, поступившей из логической схемы 120, показанной на фиг.10, через последовательный интерфейс 56.
Первый бит 190 представляет собой описанный выше "достоверный" бит. "Достоверный" бит указывает на то, что информация, переданная в форматтер 54 данных, характеризует значение линейного положения плюс интерполяционный отсчет, который может быть использован. Таким образом, "достоверный" бит со значением "0" указывает на то, что информация является "недостоверной", а бит со значением "1" указывает на то, что информация является "достоверной", как это следует из выполняемой на шаге 123 операции, показанной на фиг.12. После этого значение линейного положения, считанное детектором 102, включается в слово 191, а затем в слове 192 формируется интерполяционный отсчет.
При каждом изменении отсчета в интерполяторе считанная и интерполированная информация о совмещении линейного положения предпочтительно обновляется и повторно передается через последовательный интерфейс 56. В другом варианте значение линейного положения передается в виде считанного значения с каждым кадром, а тактовый импульс, по которому осуществляется интерполяция, передается с каждым полукадром, который подсчитывается форматтером 54 данных с получением интерполяционного отсчета. Таким образом, информация о совмещении линейного положения обеспечивает разрешающую способность, равную шагу интерполяции. Интерполяционный отсчет может быть сброшен в "0", например по началу метки синхронизации предварительно записанных данных совмещения линейного положения, после чего отсчет будет осуществляться от этой метки синхронизации. По достижении конца метки синхронизации и обнаружения метки синхронизации для обеспечения необходимой точности интерполяционный отсчет можно предварительно задать равным 8. В приведенном выше примере максимальный интерполяционный отсчет равен 72.
Дополнительные биты 193 могут содержать "подозрительный" бит, который указывает на неудачный результат дешифрования (декодирования) данных совмещения линейного положения детектором 102, но не указывает на ошибку, а также бит "направления", указывающий направление движения "серпантинной" ленты, считывание с которой физически может осуществляться как в прямом, так и обратном направлениях.
Для специалистов в данной области техники очевидно, что возможны и иные методы передачи данных в форматтер 54 данных.
Таким образом, в настоящем изобретении предлагается способ определения той точки на носителе записи, в которой прекратился перенос данных, а также совмещения и синхронизации записанных на носителе наборов данных с записываемыми на него наборами данными, соответственно считанных с него наборов данных со считываемыми с него наборами данных, что позволяет возобновлять перенос данных без использования инкрементного шифратора.
Изобретение относится к записи данных на ленточный носитель, движущийся с высокой скоростью, а именно к сопоставлению наборов обрабатываемых данных с положением носителя и синхронизацией положения носителя данных с последовательностью набора данных в случае остановки и возобновления движения носителя. Осуществляются точное совмещение и синхронизации наборов данных на носителе записи, на который предварительно записана кодовая сервопоследовательность. Детектор, соединенный с сервосистемой, непрерывно считывает данные линейного положения, которыми модулирована кодовая сервопоследовательность. Интерполятор интерполирует предварительно записанные данные совмещения. Детектор и интерполятор формируют информацию о совмещении линейного положения для наборов данных. Логическая схема, связанная с приводным устройством, детектором и интерполятором, в ответ на остановку приводного устройства, обратную протяжку и возобновление непрерывного движения носителя записи, формирует выбранную считанную и интерполированную информацию о совмещении. Компаратор, связанный с детектором, интерполятором и логической схемой, в ответ на возобновление приводным устройством непрерывного движения носителя записи сравнивает считанную и интерполированную информацию о совмещении линейного положения со сформированной считанной и интерполированной информацией и выдает соответствующие сообщения. Форматтер данных, соединенный с компаратором, в ответ на сообщение о полученном при сравнении совпадении обоих типов информации синхронизирует считывание наборов данных с носителя записи и/или их запись на носитель записи. Технический результат - исключение прецизионных инкрементных шифраторов, обеспечивающее снижение стоимости аппаратуры. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 15 ил.
| US 5689384 A, 18.11.1997 | |||
| Устройство для электроконтактного нагрева изделий | 1973 |
|
SU569610A1 |
| СПОСОБ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ НА НОСИТЕЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ С НОСИТЕЛЯ ЗАПИСИ | 1991 |
|
RU2037888C1 |
| Устройство синхронизации аппаратов магнитной записи | 1985 |
|
SU1427600A1 |
| Устройство для кодирования участков магнитной ленты и записи на нее информации | 1979 |
|
SU775757A1 |
