СПОСОБ АДАПТИВНОЙ АНАЛОГОВОЙ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2008 года по МПК G11B5/09 

Изобретение относится к технике адаптивной аналоговой записи цифровой информации в магнитные, сегнетоэлектрические и другие запоминающие среды и может быть использовано в аппаратуре передачи и приема, регистрации и обработки больших объемов цифровой информации.

Известен способ аналоговой записи цифровой информации, включающий образование из двоичных сигналов кодовых групп, формирование отрезков синусоидального сигнала, значения экстремумов амплитуды которых зависят от значений кодовых групп, и запись отрезков синусоидального сигнала на носитель (Заявка Франции № 2527619, кл. G11В 5/09, 1983).

Недостатком известного способа является то, что его использование не обеспечивает реализацию режима непрерывной аналоговой записи больших объемов цифровой информации на носитель с потоками дефектов относительно большой протяженности без искажений и потерь информации из-за таких дефектов при последующих ее считываниях. Возможное применение в известном способе современных методов помехозащитного кодирования информации не позволяет эффективно защитить информацию от воздействия значительной части указанных дефектов носителя.

Известен также способ адаптивной аналоговой записи цифровой информации, включающий образование из двоичных сигналов кодовых групп, формирование отрезков синусоидального сигнала со значениями экстремумов амплитуды, зависящими от установленных максимальных и минимальных значений экстремумов амплитуды и от значений соответствующих кодовых групп, и запись отрезков синусоидального сигнала на носитель (Пат. РФ № 2138859, кл. G11В 5/09, 1999).

Недостатком и этого способа является невозможность обеспечить с его помощью режим непрерывной аналоговой записи больших объемов цифровой информации на носитель с потоком дефектов относительно большой протяженности с защитой от искажений и потерь информации из-за таких дефектов при последующих ее считываниях - даже при использовании современных методов помехозащитного кодирования информации.

Из известных способов адаптивной аналоговой записи цифровой информации наиболее близким по сущности к предлагаемому является способ адаптивной аналоговой записи цифровой информации, включающий образование из двоичных сигналов информационных кодовых групп и блоков из информационных и служебных кодовых групп, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательностей отрезков синусоидального сигнала, значения экстремумов амплитуды которых зависят от установленных максимального и минимального значений экстремумов амплитуды и значений соответствующих служебных и информационных кодовых групп в блоках, запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель и их контрольное считывание (Пат. РФ № 2225645, кл. G11В 5/09, 2004).

Недостатком и этого способа является невозможность обеспечить с его помощью режим непрерывной аналоговой записи больших объемов цифровой информации на носитель с потоком дефектов относительно большой протяженности с эффективной защитой от искажений и потерь информации из-за указанных дефектов носителя при последующих ее считываниях - даже при использовании современных методов помехозащитного кодирования информации. С помощью известного способа участки носителя с указанными дефектами всего лишь обнаруживают для последующего избирательного использования или исключения из работы. Повышенная чувствительность способов многоуровневой аналоговой записи цифровой информации к дефектам носителя ограничивает их применение при переходе к носителям с наноразмерной структурой запоминающей среды, в которых исходно неизбежно наличие вышеуказанных потоков дефектов.

Задачей изобретения является расширение адаптивных и функциональных возможностей известного способа адаптивной аналоговой записи цифровой информации и повышение его эффективности за счет реализации идеи максимального использования совокупного корректирующего потенциала массивов кодированных помехозащитными кодами слов.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности записи путем осуществления режима непрерывной аналоговой записи больших объемов цифровой информации на носители, в том числе имеющие наноразмерную структуру запоминающей среды, с потоками дефектов относительно большой протяженности - с эффективной защитой от искажений и потерь информации из-за воздействия указанных дефектов носителя при последующих считываниях с него записанной информации.

Технический результат достигается тем, что в способе адаптивной аналоговой записи цифровой информации, включающем образование из двоичных сигналов информационных кодовых групп и блоков из информационных и служебных кодовых групп, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательностей отрезков синусоидального сигнала, значения экстремумов амплитуды которых зависят от установленных максимального и минимального значений экстремумов амплитуды и значений соответствующих кодовых групп в блоках, запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель и их контрольное считывание, устанавливают заданное значение протяженности дефектов носителя l_д, разбивают последовательность информационных пар кодовых групп на блоки одинаковой протяженности, зависящей от значения l_д, дополняют каждый блок служебными маркерными и контрольными парами кодовых групп и формируют последовательность дополненных блоков пар кодовых групп, которую разбивают на подпоследовательности, каждая из которых включает служебные маркерные и адресные пары кодовых групп и m информационных и k дополнительно сформированных контрольных пар блоков, формируют сигнал записи каждой подпоследовательности блоков в виде последовательности установленного числа маркерных и адресных отрезков синусоидального сигнала с установленными максимальными и минимальными значениями экстремумов амплитуды и порядком чередования адресных отрезков в зависимости от значений кодов номеров текущей подпоследовательности, подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационных и контрольных отрезков синусоидального сигнала блоков со значениями экстремумов амплитуды, зависящими от установленных максимальных и минимальных значений экстремумов амплитуды и от значений соответствующих пар кодовых групп соответствующих блоков, записывают сигналы записи подпоследовательностей блоков на носитель и временно сохраняют соответствующие им исходные подпоследовательности блоков, считывают каждую записанную подпоследовательность блоков и определяют по результатам ее сравнения с соответствующей ей исходной подпоследовательностью блоков номера подлежащих замещению искаженных блоков, для каждого из которых осуществляют замещение кодами номеров подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационными и контрольными парами кодовых групп исходной подпоследовательности, соответствующей искаженному блоку, адресные части и информационные и контрольные пары кодовых групп установленных блоков очередной подготовленной к записи подпоследовательности блоков, после чего формируют сигнал записи очередной подпоследовательности блоков и записывают его на носитель.

На фиг.1 представлена структурная схема варианта устройства для осуществления способа; на фиг.2 представлены временные диаграммы, поясняющие сущность способа в части формирования внутренней структуры и сигнала записи на носитель подпоследовательности блоков кодовых групп при наличии некорректируемого примененной системой помехозащитного кодирования искажения блоков; на фиг.3 представлены временные диаграммы, поясняющие сущность операций формирования подпоследовательностей информационных и контрольных блоков пар кодовых групп, их непрерывной и сквозной записи на носитель, задержанного контрольного считывания в темпе записи и сохранения содержимого части блоков, необратимо искаженных или выпавших из-за дефектов носителя; на фиг.4 представлены временные диаграммы, поясняющие сущность операций обратного замещения содержимого искаженных блоков в процессе считывания информации с носителя в произвольные моменты времени.

Устройство для реализации способа содержит (фиг.1) формирователь 1 информационных пар кодовых групп и блоков информационных пар кодовых групп, формирователь 2 дополненных служебными парами кодовых групп блоков кодовых групп, формирователь 3 подпоследовательностей блоков кодовых групп, регистр 4 кодовых групп, формирователь 5 адреса, перепрограммируемое запоминающее устройство 6, цифро-аналоговый преобразователь 7, блок 8 записи, буферное запоминающее устройство 9, блок 10 замещения блоков кодовых групп, блок 11 управления, формирователь 12 управляющих сигналов записи, формирователь 13 управляющих сигналов считывания, блок 14 воспроизведения, преобразователь 15 амплитуды в код, дешифратор 16 кодов амплитуды, блок 17 контроля считанных подпоследовательностей блоков кодовых групп и коррекции ошибок в блоках, формирователь 18 считанных подпоследовательностей блоков кодовых групп, буферное запоминающее устройство 19, блок 20 обратного замещения, блок 21 ключевых схем и блок 22 коррекции искажений в подпоследовательностях блоков кодовых групп и формирования выходной информационной последовательности.

Формирователь 1 подключен информационным входом (1 и) к входу устройства, первым (1 ус) и вторым (2 ус) установочными входами к шинам «l_д» и «r» соответственно, а выходом к первому информационному входу (1 и) формирователя 2, подключенного установочным входом (1 ус) к шине «r», а выходом к первому информационному входу (1и) формирователя 3, подключенного вторым (2и), третьим (3и) и четвертым (4и) информационными входами соответственно к первому (1), второму (2) и третьему (3) выходам блока 10 замещения, первым (1ус) и вторым (2ус) установочными входами соответственно к шинам «m» и «k», а выходом к информационным входам (1и) регистра 4 и БЗУ 9, выход которого подключен к первому информационному входу (1и) блока 10 замещения. Выход регистра 4 подключен к информационному входу (1и) формирователя 5 адреса, подключенного первым (1ус), вторым (2ус) и третьим (3ус) установочными входами соответственно к шинам «r», «a_max» и «a_min», а выходом к информационному входу (1и) ППЗУ 6, подключенного выходом к информационному входу (1и) цифроаналогового преобразователя 7, подключенного выходом к информационному входу (1и) блока 8 записи, выходом связанного с выходной шиной «На носитель» устройства.

Блок 14 воспроизведения информационным входом (1и) связан с входной шиной «С носителя» устройства и подключен одним выходом (1) к информационному входу (1и) преобразователя 15, выход которого подключен к информационному входу (1и) дешифратора 16, а другим выходом (2) к первому управляющему входу (1уп) формирователя 13 блока 11 управления. Дешифратор 16 подключен установочным входом (1ус) к шине «r», первым выходом (1) к информационному входу (1и) блока 17, вторым выходом (2) к третьим управляющим входам (3уп) блока 17 и формирователя 18, а третьим выходом (3) к четвертым управляющим входам (4уп) блока 17 и формирователя 18. Блок 17 подключен первым выходом (1) к информационному входу (1и) формирователя 18, а вторым выходом (2) ко второму информационному входу (2и) БЗУ 19. Формирователь 18 подключен первым выходом (1) ко второму информационному входу (2и) блока 10, а вторым выходом (2) к первому информационному входу (1и) БЗУ 19, подключенного выходом к первому информационному входу (1и) блока 21 ключевых схем, и к информационному входу (1и) блока 20, подключенного первым выходом (1) ко второму управляющему входу (2уп) блока 21, выход которого подключен к одному информационному входу (1и) блока 22, а вторым выходом (2) к другому информационному входу (2и) блока 22, выход которого связан с выходом устройства.

Блок 9 управления содержит формирователь 12 управляющих сигналов записи, подключенный управляющим входом (1уп) к входной шине «Запись», первым (1ус), вторым (2ус), третьим (3ус) и четвертым (4ус) установочными входами соответственно к шинам «l_д» «r», «m» и «k», первым выходом (1) к первым управляющим входам (1уп) формирователей 1, 2 и 3, регистра 4, БЗУ 9, блока 10 и ко второму управляющему входу (2уп) блока 8, вторым выходом (2) к первым управляющим входам (1уп) формирователя 5, ППЗУ 6, цифроаналогового преобразователя 7 и блока 8, а третьим выходом (3) к третьему управляющему входу (3уп) «Контрольное чтение» формирователя 13, подключенного вторым управляющим входом (2уп) к входной шине «Чтение» устройства, первым (1ус), вторым (2ус), третьим (3ус) и четвертым (4ус) установочными входами к шинам «l_д», «r», «m» и «k» устройства, первым выходом (1) к первым управляющим входам (1уп) преобразователя 15, дешифратора 16, блока 17, формирователя 18 и блока 10, а вторым выходом (2) ко вторым управляющим входам (2уп) преобразователя 15, дешифратора 16, блока 17, формирователя 18 и к первым управляющим входам (1уп) БЗУ 19, блока 20, блока 21 и блока 22.

На фиг.2 показано: а) - пример сформированной подпоследовательности блоков (ППБ) пар кодовых групп, в которой: установленное число (в примере три) первых служебных пар кодовых групп составляют маркер ППБ, отличиями которого являются стандартная комбинация значений установленных (в примере первых трех) пар кодовых групп и наличие, как и у всех маркерных и адресных пар кодовых групп подпоследовательностей, только двух значений кодов (в примере 100/100 и 000/000, причем паре 100/100 соответствует значение «1», a паре 000/000 - значение «0»), условно соответствующих максимальным ±a_max и минимальным ±a_min установленным значениям экстремумов амплитуды отрезков синусоидального сигнала; установленное число (в примере три) последующих служебных пар кодовых групп, предназначенных для фиксации кода текущего номера ППБ (в примере 001); установленное число (в примере три) последующих служебных пар кодовых групп, предназначенных для фиксации кода номера искаженной дефектом носителя ППБ (в примере 000); установленное число (в примере также три) последующих служебных пар кодовых групп, предназначенных для фиксации кода номера искаженного блока (в примере 000) в искаженной ППБ; установленное для всех блоков число последующих служебных пар кодовых групп (в примере одна) с установленными значениями (в примере 100/100), представляющих маркер первого блока в ППБ; последовательность пар информационных и контрольных r - разрядных (в примере r=2) кодовых групп первого блока, разбитых на заданное число информационных и контрольных подблоков (в примере шесть и два соответственно), каждый из которых представлен заданными числами информационных и контрольных пар кодовых групп (в примере три и одна соответственно); последовательность маркерной, информационных и контрольных пар кодовых групп второго блока и т.д.; б) - сигнал записи на носитель приведенной на фиг.2, а ППБ1; в) - считанный с носителя и приведенный к одной полярности сигнал ППБ1, на котором искаженные маркерные, информационные и контрольные сигналы на месте дефекта носителя условно помечены обводкой и штриховкой (задержка считанного сигнала относительно записанного на чертеже для удобства рассмотрения не показана); г) - дешифрованная из считанного сигнала ППБ1 последовательность пар маркерных, адресных, информационных и контрольных кодов, в которой пары маркерных, информационных и контрольных кодовых групп, условно искаженные дефектом, представлены нулевыми кодовыми группами; д) - последовательность признаковых сигналов маркеров ППБ1 и блоков; е) - последовательность признаковых сигналов искажений в блоках кодовых групп, некорректируемых примененной системой помехозащитного кодирования; ж) - сформированная согласно изобретению подпоследовательность ППБ3, в которой размещены: код 001 номера искаженной ППБ1 (на седьмой - девятой позициях), код 010 номера искаженного блока в ППБ1 (на десятой - двенадцатой позициях) и на месте второго и седьмого (не показан) блоков - исходные коды искаженного второго блока временно сохраняемой подпоследовательности ППБ1; з) - сформированная согласно изобретению подпоследовательность ППБ4, в которой размещены: код 001 номера искаженной ППБ1 (на седьмой - девятой позициях), код 010 номера искаженного блока в ППБ1 (на десятой - двенадцатой позициях) и на месте второго и седьмого (также не показан) блоков - исходные коды искаженного третьего блока временно сохраняемой подпоследовательности ППБ1.

На фиг.3 показано: а) - подпоследовательность ППБ1 из m=3 информационных (блоки Б1-Б6) и k=1 контрольных (блоки Б7 и Б8) пар блоков кодовых групп, подготовленная к записи на носитель с помощью средства записи СЗ в режиме «Запись», начиная с момента «Начало записи»; здесь же указан момент «Начало контрольного считывания», задержанный относительно момента начала записи на постоянное время, определяемое расстоянием между средствами записи СЗ и считывания ССч и для простоты рассмотрения примера принятое равным длительности одной подпоследовательности, т.е. t_зад=t_ППБ (здесь и далее на фиг.3 и 4 начало каждой подпоследовательности отмечено затемненным прямоугольником, а блоки разделены вертикальными штрихами); б) - записанная на носитель ППБ1 и подготовленная к записи ППБ2; в) - считанная с носителя ППБ1 с помеченным правой штриховкой условным искажением S₁ первых четырех блоков, записанная на носитель ППБ2 и подготовленная к записи ППБ3, в которой содержимое установленных двух блоков (в примере второго и седьмого) замещено временно хранимыми в буферном ЗУ исходными кодами искаженного второго блока ППБ1 (здесь и далее замещенные блоки помечены прямоугольниками с левой штриховкой, а связи замещающих и замещенных блоков условно показаны линиями со стрелками на концах); г) - считанные с носителя ППБ1 с отмеченным искажением S₁ и ППБ2 с отмеченным искажением S₂ третьего и четвертого блоков, записанная на носитель ППБ3 и подготовленная к записи ППБ4, в которой содержимое установленных второго и седьмого блоков замещено временно хранимыми в буферном ЗУ исходными кодами искаженного третьего блока ППБ1; д) - считанные с носителя ППБ1 с отмеченным искажением S₁, ППБ2 с отмеченным искажением S₂ и ППБ3 с отмеченными двумя замещенными блоками и искажением S₃ шестого и седьмого блоков, записанная на носитель ППБ4 и подготовленная к записи на носитель ППБ5, в которой содержимое второго и седьмого блоков замещено временно хранимыми в буферном ЗУ исходными кодами седьмого блока ППБ3; е) - считанные ППБ1 с отмеченным искажением S₁, ППБ2 с отмеченным искажением S₂, ППБ3 с отмеченными замещенными вторым и седьмым блоками и искажением S₃ и ППБ4 с отмеченными замещенными вторым и седьмым блоками, записанная на носитель ППБ5 и подготовленная к записи ППБ6.

На фиг.4 показано: а) - первая считанная с носителя в режиме «Чтение» подпоследовательность ППБ1 с отмеченным нескорректированным примененной системой помехозащитного кодирования искажением S₁ первых четырех блоков; б) - считанные подпоследовательности ППБ1 с отмеченными искаженными блоками Б1-Б4 и ППБ2 с отмеченными искаженными S₂ блоками Б3-Б4; в) - считанные с носителя подпоследовательности ППБ1, ППБ2 и ППБ3, причем в ППБ1 искаженный второй блок скорректирован (условно показано удалением соответствующей ему штриховки) путем обратного замещения содержимого блока его исходными кодами из второго неискаженного блока ППБ3, в ППБ2 искаженные третий и четвертый блоки восстановлены с помощью контрольных седьмого и восьмого блоков, в ППБ3 шестой и замещенный седьмой блоки искажены дефектом S₁; г) - считанные с носителя подпоследовательности ППБ1, ППБ2, ППБ3 и ППБ4, причем в ППБ1 искаженный третий блок Б3 скорректирован путем обратного замещения содержимого блока его исходными кодами из второго или седьмого блоков ППБ 3; д) - считанные с носителя подпоследовательности ППБ1, ППБ2, ППБ3, ППБ4 и ППБ5, причем в ППБ1 оставшиеся после обратного замещения второго и третьего блоков искаженные первый и четвертый блоки скорректированы с помощью контрольных седьмого и восьмого блоков, в ППБ3 искаженный S₃ четвертый блок восстановлен путем обратного замещения содержимого блока его исходными кодами из второго и седьмого блоков ППБ5, в ППБ4 искаженный замещением второй блок восстановлен с помощью контрольного восьмого блока, а искаженный седьмой блок не требует восстановления как контрольный; е) - считанные с носителя подпоследовательности ППБ1-ППБ6, причем условно искаженные тремя дефектами S₁-S₃ и содержащие после считывания и замещений в общей сложности 13 искаженных блоков подпоследовательности ППБ1-ППБ5 после выполнения операций обратного замещения и коррекции не содержат искажений.

Способ адаптивной аналоговой записи цифровой информации включает операции, реализующие специальные режимы записи цифровой информации на носитель, и осуществляется следующим образом.

В режиме «Запись» из поступающей на вход устройства информационной последовательности двоичных сигналов по соответствующим управляющим сигналам из формирователя 12 блока управления 11 в формирователе 1 образуют последовательность пар r - разрядных информационных кодовых групп, которую разбивают на блоки одинаковой протяженности, зависящей от установленного значения l_Д, например, равного среднему значению протяженности дефектов носителя и одновременно кратному длительности сигнала записи пары кодовых групп, т.е. длительности периодного отрезка синусоидального сигнала, дополняют в формирователе 2 каждый блок информационных кодовых групп служебными маркерными и контрольными парами кодовых групп и подают в формирователь 3 последовательность дополненных блоков пар кодовых групп, которую разбивают на подпоследовательности, каждая из которых включает (фиг.2,а) служебные маркерные и адресные пары кодовых групп и установленное число m информационных и k дополнительно сформированных контрольных пар блоков кодовых групп (на фиг.2,а представлены первые пять информационных блоков подпоследовательности). Из рассмотрения фиг.2,а видно, что в примере реализации способа осуществлена трехуровневая защита информации каждой подпоследовательности от любых искажений: первый - обнаружение выпадений или искажений сигналов считывания по их физическим характеристикам вкупе с обнаружением ошибок в дешифрованных кодах каждого подблока (при этом выбор обнаруживающего ошибки кода в предложенном способе значения не имеет); второй - коррекция любых n пар искаженных подблоков блока с помощью n пар контрольных подблоков, из которых n нечетных контрольных подблоков образуют, например, погрупповым сложением по модулю 2^r нечетных информационных подблоков и n четных контрольных подблоков - также погрупповым сложением по модулю 2^r четных информационных подблоков (в примере для простоты рассмотрения выбрано n=1); третий - коррекция любых k пар искаженных блоков с помощью k пар контрольных блоков, из которых k нечетных и k четных контрольных блоков образуют, например, также погрупповым сложением по модулю 2^r соответственно m нечетных и m четных информационных блоков кодовых групп. Кодовые группы каждой сформированной подпоследовательности подают на регистр 4, с выхода которого кодовые группы поступают по одной в формирователь 5 адреса, в котором по текущим значениям кодовых групп и установленному сочетанию значений r, ±a_max и ±a_min формируют адресный код, в соответствии с которым с соответствующего участка памяти ППЗУ 6 по сигналам со второго выхода формирователя 12 осуществляют, как и в способе-прототипе, последовательное считывание ординат отрезка синусоидального сигнала, из которых в цифроаналоговом преобразователе 7 формируют полупериодный отрезок синусоидального сигнала установленной длительности τ₀, соответствующей полярности и с соответствующим значением амплитуды (фиг.2,б), который с помощью блока 8 записывают на носитель. Задание значений экстремумов амплитуды ±а_m отрезков синусоидального сигнала при заданной разрядности r информационных и контрольных кодов и максимальных ±а_max и минимальных ±a_min установленных значениях экстремумов амплитуды осуществляют по формуле:

где М=0-2^r - значение соответствующего двоичного кода. Δа - элементарное приращение амплитуды. В примере (фиг.2,б) для маркерных отрезков синусоидального сигнала М приобретает только два значения: 0 и 2^r (в примере при r=2 значения 000 и 100), а для информационных и контрольных отрезков синусоидального сигнала все значения от 0 до 2^r-1 (в примере при r=2 значения 00, 01, 10 и 11).

Каждую информационную подпоследовательность блоков кодовых групп вида фиг.2,а с выхода формирователя 3 записывают в буферное ЗУ 9 ограниченной емкости, необходимой для временного хранения исходных кодов подпоследовательности до ее контрольного считывания с носителя и выполнения операции замещения для всех содержащихся в ней подлежащих замещению искаженных блоков. Контрольное чтение начинают по сигналу «Контрольное чтение» с третьего выхода формирователя 12, поступающему на третий управляющий вход формирователя 13, в котором формируют соответствующие управляющие сигналы чтения, в соответствии с которыми считанный с носителя сигнал подпоследовательности вида фиг.2,б после приведения его к однополярному виду фиг.2,в подают в преобразователь 5 экстремумов амплитуды в двоичные коды, из которых в дешифраторе 16 формируют последовательность пар маркерных, адресных, информационных и контрольных кодовых групп вида фиг.2,г, а также маркерные признаковые сигналы подпоследовательностей и блоков вида фиг.2,д. В блоке 17 осуществляют контроль каждой дешифрованной подпоследовательности, коррекцию искажений внутри каждого блока и установление наличия нескорректированных примененной внутри блоковой системой помехозащитного кодирования искажений и коррекцию любого одного или двух - одного нечетного и одного четного - блоков с искажениями с помощью контрольных блоков кодовых групп подпоследовательности блоков, передают подпоследовательность блоков в формирователь 18, из которого полностью сформированную считанную подпоследовательность блоков пар кодовых групп вида фиг.2,г подают в блок 10, в котором сравнивают ее с задержанной в БЗУ 9 исходной подпоследовательностью вида фиг.2,а, определяют номера подлежащих замещению искаженных блоков таким образом, чтобы в подпоследовательности оставались незамещенными один нечетный и один четный искаженные блоки, и передают в соответствующий момент времени в формирователь 3 очередной подготавливаемой к записи на носитель подпоследовательности коды номера подпоследовательности с искаженным блоком и номера искаженного блока в подпоследовательности, а также информационные и контрольные пары кодовых групп исходной задержанной в БЗУ 9 подпоследовательности, соответствующие искаженному блоку, которые встраивают для надежности в два установленных блока: например, во второй и седьмой. В примере на фиг.2,ж в текущей подпоследовательности блоков с условным номером 011 во второй и седьмой (не показан) блоки встроены: код 001 номера подпоследовательности с искаженным блоком, код 010 номера искаженного блока и вместо кодовых групп искаженного второго блока исходные кодовые группы второго блока задержанной подпоследовательности 001, а на фиг.2,з во второй и седьмой блоки следующей очередной подпоследовательности блоков с номером 100 встроены: код 001 подпоследовательности с искажением, код 011 номера искаженного блока и вместо кодовых групп искаженного третьего блока кодовые группы блока 011 исходной задержанной подпоследовательности 001.

Пример реализации замещения блоков в режиме «Запись» в случае пакета из следующих один за другим трех дефектов носителя S₁, S₂ и S₃ относительно большой протяженности представлен на фиг.3. В результате контрольного считывания первой считанной подпоследовательности ППБ 1, включающей (фиг.3,а) три пары информационных (Б1-Б2, Б3-Б4, Б5-Б6) и одну пару контрольных (Б7-Б8) блоков кодовых групп, обнаружены четыре искаженных протяженным дефектом S₁ блока Б1-Б4 (фиг.2,в). В качестве незамещаемых выбраны неполностью искаженные первый (нечетный) и четвертый (четный) блоки. Для сохранения информации в искаженном блоке Б2, уже записанной на носитель ППБ 1 осуществляют занесение кодов номеров искаженной подпоследовательности 001 и искаженного ее блока 010 в адресную часть, а кодовых групп того же блока задержанной в БЗУ 9 исходной ППБ 1, - во второй и седьмой блоки очередной подготовленной к записи третьей подпоследовательности 011 (фиг.2,в). Для сохранения информации в искаженном блоке БЗ в той же подпоследовательности 001 осуществляют занесение кодов номеров подпоследовательности 001 и третьего искаженного ее блока 011 в адресную часть, а кодовых групп того же третьего блока задержанной в БЗУ 9 исходной ППБ 1 - также во второй и седьмой блоки, но очередной подготовленной к записи четвертой подпоследовательности ППБ 4 (фиг.2,г). Восстановление информации в искаженных дефектом S₂ блоках Б3 и Б4 (фиг.2,г) не требует осуществления операций замещения, так как эти блоки поступают в блок 10 уже скорректированными в блоке 17 с помощью контрольных седьмого и восьмого блоков ППБ 2. Из искаженных дефектом S₃ блоков Б6 и Б7 подпоследовательности ППБ 3 (фиг.2,д) замещению подвергнут только четный блок 6, поскольку в подпоследовательности уже есть искаженный предшествующим замещением также четный второй блок, а контрольный блок Б7 не требует восстановления при неискаженных информационных блоках Б1, Б3 и Б5.

В режиме считывания цифровой информации с носителя по сигналу «Чтение» воспроизведенный сигнал с входной шины «С носителя» поступает в блок 14 воспроизведения, из которого усиленный сигнал вида фиг.2,б подают в формирователь 13 управляющих сигналов чтения, а усиленный и приведенный к однополярному виду фиг.2,в сигнал подают в преобразователь 15 «амплитуда-код», в котором по соответствующим сигналам чтения из формирователя 13 осуществляют преобразование экстремумов амплитуды полупериодных отрезков воспроизведенного синусоидального сигнала в двоичные коды, из которых в дешифраторе 16 образуют маркерные, адресные, информационные и контрольные кодовые группы подпоследовательности (фиг.2,г), поступающие в блок 17, и признаковые сигналы маркеров подпоследовательности и блоков (фиг.2,д), поступающие в блок 17 и преобразователь 18. В блоке 17 осуществляют контроль всей подпоследовательности, обнаружение и коррекцию искажений внутри блоков, определение любого одного или двух - одного нечетного и одного четного - искаженных блоков и их коррекцию с помощью контрольных блоков подпоследовательности и выработку признаков нескорректированных искаженных блоков (фиг.2,е), поступающих одновременно с формируемыми в формирователе 18 считанными последовательностями в БЗУ 19. Считанные подпоследовательности из формирователя 18 подают также в блок 20 обратного замещения, в котором в случае ненулевых значений кодов номеров искаженной подпоследовательности и искаженного блока формируют на его первом выходе во время поблочной передачи из БЗУ 19 через блок 21 ключевых схем задержанной считанной подпоследовательности в блок 22 сигнал запрета в блок 21 ключевых схем на передачу кодов искаженного блока и одновременно подают со второго выхода исходные коды этого искаженного блока в блок 22, в котором после завершения одной или нескольких операций обратного замещения в подпоследовательности производят коррекцию ее остальных искаженных блоков, отмеченных записанными в БЗУ 19 признаками искажений. После этого производят формирование выходной информационной последовательности устройства из информационных кодовых групп считанных подпоследовательностей.

Пример осуществления замещений искаженных блоков, обратных изображенным на фиг.3 замещениям, и коррекции незамещаемых искаженных блоков подпоследовательности ППБ 1 представлен на фиг.4, из которого видно, что обратные замещения второго и третьего искаженных дефектом S₁ блоков произведены после считывания подпоследовательностей ППБ 3 и ППБ 4 (фиг.4,в и фиг.4,г), обратное замещение искаженного дефектом S₃ четвертого блока ППБ 3 произведено после считывания ППБ 5 (фиг.4,д), а полное восстановление и коррекция искажений всех блоков из-за трех подряд следующих дефектов произведены после считывания пяти подпоследовательностей (фиг.4,д и фиг.4,е). Все возможные последующие дефекты корректируют аналогичным образом независимо от предыдущих.

Таким образом, способ адаптивной аналоговой записи цифровой информации при его использовании обеспечивает существенное повышение надежности записи за счет расширения адаптивных свойств и функциональных возможностей известного способа адаптивной аналоговой записи цифровой информации путем реализации режима непрерывной адаптивной аналоговой записи больших объемов цифровой информации на носители, в том числе имеющие наноразмерную структуру запоминающей среды, с потоками дефектов относительно большой протяженности - с эффективной защитой от искажений и потерь цифровой информации из-за воздействия указанных дефектов носителя при последующих считываниях с него записанной цифровой информации.

Способ основан на образовании из двоичных сигналов информационных кодовых групп и распределении их парами по блокам одинаковой протяженности, зависящей от установленного значения протяженности дефектов носителя. Каждый блок дополнен служебными маркерными и контрольными парами кодовых групп. Формируют последовательности дополненных блоков пар кодовых групп, которые разбивают на подпоследовательности, каждая из которых включает служебные маркерные и адресные пары кодовых групп и заданные числа информационных и дополнительно сформированных контрольных пар блоков. Формируют сигнал записи каждой подпоследовательности блоков в виде последовательности установленного числа маркерных и адресных отрезков синусоидального сигнала с установленными максимальными и минимальными значениями экстремумов амплитуды и порядком чередования адресных отрезков в зависимости от значений кодов номеров текущей подпоследовательности. Подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационных и контрольных отрезков синусоидального сигнала блоков со значениями экстремумов амплитуды, зависящими от установленных максимальных и минимальных значений экстремумов амплитуды и от значений соответствующих пар кодовых групп соответствующих блоков. Записывают сигналы записи подпоследовательностей блоков на носитель и временно сохраняют соответствующие им исходные подпоследовательности блоков. Считывают каждую записанную подпоследовательность блоков и определяют по результатам ее сравнения с соответствующей ей исходной подпоследовательностью блоков номера подлежащих замещению искаженных блоков, для каждого из которых осуществляют замещение кодами номеров подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационными и контрольными парами кодовых групп исходной подпоследовательности, соответствующей искаженному блоку. Адресные части и информационные и контрольные пары кодовых групп установленных блоков очередной подготовленной к записи подпоследовательности блоков, после чего формируют сигнал записи очередной подпоследовательности блоков и записывают его на носитель. Техническим результатом является повышение надежности записи. 4 ил.

Способ адаптивной аналоговой записи цифровой информации, включающий образование из двоичных сигналов информационных кодовых групп и блоков из информационных и служебных кодовых групп, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательностей отрезков синусоидального сигнала, значения экстремумов амплитуды которых зависят от установленных максимального и минимального значений экстремумов амплитуды и значений соответствующих служебных или информационных кодовых групп в блоках, запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель и их контрольное считывание, отличающийся тем, что устанавливают заданное значение протяженности дефектов носителя l_д, разбивают последовательность информационных пар кодовых групп на блоки одинаковой протяженности, зависящей от значения l_д, дополняют каждый блок служебными маркерными и контрольными парами кодовых групп и формируют последовательность дополненных блоков пар кодовых групп, которую разбивают на подпоследовательности, каждая из которых включает служебные маркерные и адресные пары кодовых групп и m информационных и k дополнительно сформированных контрольных пар блоков, формируют сигнал записи каждой подпоследовательности блоков в виде последовательности установленного числа маркерных и адресных отрезков синусоидального сигнала с установленными максимальными и минимальными значениями экстремумов амплитуды и порядком чередования адресных отрезков в зависимости от значений кодов номеров текущей подпоследовательности, подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационных и контрольных отрезков синусоидального сигнала блоков со значениями экстремумов амплитуды, зависящими от установленных максимальных и минимальных значений экстремумов амплитуды и от значений соответствующих пар кодовых групп соответствующих блоков, записывают сигналы записи подпоследовательностей блоков на носитель и временно сохраняют соответствующие им исходные подпоследовательности блоков, считывают каждую записанную подпоследовательность блоков и определяют по результатам ее сравнения с соответствующей ей исходной подпоследовательностью блоков номера подлежащих замещению искаженных блоков, для каждого из которых осуществляют замещение кодами номеров подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационными и контрольными парами кодовых групп исходной подпоследовательности, соответствующей искаженному блоку, адресные части и информационные и контрольные пары кодовых групп установленных блоков очередной подготовленной к записи подпоследовательности блоков, после чего формируют сигнал записи очередной подпоследовательности блоков и записывают его на носитель.