Способ магнитной записи цифровой информации Советский патент 1992 года по МПК G11B5/09 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи, и может быть использовано в аппаратуре магнитной записи цифровой информации систем регистрации и вычислительной техники

Известен способ магнитной записи цифровой информации, при котором входную информационную последовательность двоичных сигналов разделяют на четырехразрядные кодовые группы, осуществляют общее контрольное суммирование значений всех разрядов каждой- кодовой группы, производят поразрядное контрольное суммирование по моду лю два одноименных разрядов заданного числа кодовых групп, отстоящих друг от друга и от других.связанных с ними групп на интервал, по длительности не меньший максимальной длительности групповых сбоев, формируют сигналы записи в виде импульсов тока и при этом длительность каждого импульса устанавливают в соответствии со значениями определенных разрядов групп.

Однако при использовании такого способа плотность записи цифровой информации оказывается низкой, так- как каждый дипульс несет в себе информацию лишь о четырех информационных и двух контрольных разрядах.

г to

00 СО

Наиболее близким к предлагаемому является способ магнитной записи цифровой информации, при котором входную информационную последовательность двоичных сигналов разделяют на восьмиразрядные кодовые группы - байты, производят поразрядное контрольное суммирование по модулю два одноименных разрядов восьми байтов на интервал, по длительности не меньшей максимальной длительности групповых сбоев, формируют сигналы записи в виде дипульсов тока, при этом длительность каждого импульса дипульса устанавливают в соответствии со значениями определенных разрядов байта.

Однако при использовании этого способа плотность записи информации оказывается недостаточной из-за невысокой информативности сигнала записи, несущего информацию о восьми информационных и двух контрольных разрядах и имеющего при этом значительную протяженность.

Цель изобретения - повышение плотности за счет увеличения информативности сигнала записи. I

Поставленная цель достигается тем,

что согласно способу магнитной записи цифровой информации, при котором вход ную информационную последовательность двоичных сигналов разделяют на восьмиразрядные кодовые группы - байты, производят поразрядное контрольное суммирование по модулю два одноименных разрядов восьми байтов, отстоящих друг от друга и от других связанных с ними восьми байтов на интервал, по длительности не меньший максимальной длительности групповых сбоев, формируют сигналы записи в виде дипульсов тока, при этом длительность каждого импульса дипульса устанавливают в соответствии со значениями определенных разрядов байта, п еред записью байта производят контрольное суммирование по модулю четыре значений всех его разрядов и допол нительного к нему соответствующего бита поразрядного контрольного суммирования по модулю два, устанавливают величину тактового периода записи сиг налов равной полусумме минимального и максимального возможных значений ... длительности сигналов записи одиннад- цати разрядных групп в прямом коде, j определяют значения длительности сиг

0

5

0

5

0

5

0

5

50

55

нала каждой одиннадцатиразрядной группы в прямом и обратном кодах и устанавливают полярность дипульса в зависимости о того прямого или обратного кода, при котором длительность дипульса - наименьшая, первый импульс дипульса формируют до начала периода записи и с одним из шестнадцати значений длительности в соответствии со значениями .одних четырех разрядов прямого или обратного кода байта, интервал между импульсами по величине меньшим минимальной длительности импульсов и с одним из семи значений длительности в зависимости от ненулевых значений трех контрольных битов прямого или обратного кода группы и второй импульс дипульса - с одним из шестнадцати значений длительности & соответствии со значениями других четырех разрядов прямого или обратного кода байта.

I

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для осуществле-. ния способа; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его сущность.

Устройство для реализации способа содержит блок 1 задержки байтов, блок 2 определения поразрядных контрольных сумм, блок 3 определения контрольных сумм кодовых групп, регистр Ц группы, сумматор 5 прямого кода группы, сумматор 6 обратного кода группы, блок 7 сравнения, блок 8 ключевых схем, формирователь 9 дипульсов, блок 11 управления, генератор 12 последовательностей тактовых импульсов записи, формирователь 13 последовательностей тактовых импульсов воспроизведения, блок 1 воспроизведения, блок 15 дешифрации сигналов воспроизведения, формирователь 16 признака обратного кода группы, формирователь 17 байтов, формирователь 18 контрольных сумм байтов, формирователь 19 поразрядных контрольных сумм, формирователь 20 признака искажений, а также блок 21 задержки и контроля выходной последовательности байтов. Блок 1 задержки байтов и блок . поразрядного суммирования информационными входами подключены к входу, устройства, а управляющие входы ;этих блоков, а также управляющие входы блока 3 общего суммирования, регистра Ц группы,

сумматора 5 прямого кода, сумматора 6 обратного кода, блока 7 сравнения блока 8 ключевых схем и формирова- теля 9 дипульсов - к соответствующи выходам генератора 12 тактовых импульсов записи. Выход блока 1 задержки байтов соединен с входами блока 2. поразрядного суммирования и регистра Ц группы, к другим вхо- дам которого.подключены выходы блоков 2 и 3 поразрядного и общего суммирования. Выходы блока 1 задержки и блока 2 суммирования подключены к входам блока 3 суммирования. Выход прямого кода регистра k соеди-нен с входом сумматора 5 прямого кода и одним из входов блока 8 ключевых схем, а выход обратного кода регистра.k - входом сумматора 6 обратного кода и другим входом блока 8 ключевых схем. Выходы сумматоров 5 и 6 прямого и обратного кодов подключены к входам блока 7 сравнения, выходы которого соединены с соответствующими двумя управляющими входами блока 8 ключевых схем, подключенного выходом к входу формирователя 9 импульсов, выход которого подключен к входу блока 10 записи, связанного, выходом с вы- ходом устройства На запись. Блок 11 управления связан с управляющими шинами Запись и Чтение, к пер вой из которых подключен вход гене- ратора 12, тактовых импульсов записи а к второй - вход формирователя 13 тактовых импульсов воспроизведения. Один выход генератора 12 тактовых импульсов записи подключен к управляющим входам блока 1 задержки байтов, блоков 2 и 3 суммирования, регистра группы и сумматоров 5 и 6 прямого и обратного кодов, другой - к управляющим входам блока 7 сравнения, блока 8 ключевых схем и формирователя 9-дипульсов. Входная шина воспроизведения устрой ства подключена к входу блока 1V воспроизведения, один выход кото- рого подключен к входу формирователя 13 тактовых импульсов, воспроизведения, а другой - к информационному входу блока 15 дешифрации сигналов воспроизведения, к которому подключены входы формирователей 1(- 19, выходами подключенных к соответствующим входам блока 21 задержки-и контроля выходной последовательности

5

0

5

0

0

5 0 5 0 5

выходом соединенного с выходной шиной устройства. Управляющие входы формирователей 16-20 блока 15 дешифраций сигналов воспроизведения, а также блока 21 задержки и контроля подключены к выходу формирователя 13 тактовых импульсов воспроизведения блока 11 управления.

v

На фиг.2 а показана последовательность восьмиразрядных кодовых групп- байтов входной информационной последовательности двоичных сигналов, подлежащих записи на носитель байты сгругчпированы по восемь и для удобства описания пронумерованы, а связанные байты одной группы соединены линией, б - поразрядные контрольные суммы по модулю два одноименных разрядов связанной группы из восьми бай тов, отстоящих друг от друга и от других связанных с ними байтов другой группы на интервал, по длительности не меньший максимальной длительности групповых сбоев (в данном примере максимальная длительность групповых сбоев показана равной длительности одного периода записи, величина интервала, разделяющего байты одной группы, принята равной этой(максимальной длительности групповых сбоев)J в - контрольные суммы по модулю четыре значений всех разрядов каждого байта и дополнительного к каждому из них соответствующего бита поразрядного контрольного суммирования по модулю два{ г - признаки записи кодовых групп в прямом Р-„

ъап

(ТОБР

-

van пр

О или обратном .lTo6p Tnp)..e 1 кодах, д - последовательность дипульсов тока записи, е - последовательность сигналов воспроизведения (штриховкой отмечен сигнал дипульса, пораженного сбоями при воспроизведении), ж - сигг налы признаков записи кодовой группы в прямом или обратном коде, сформированные в зависимости от полярности сигналов воспроизведения ди- . пульсов. (для пораженного сбоем ди.- пульса признак не дешифрируется) з - информационная последовательность двоичных сигналов байтов, дешифрованных из сигналов воспроизведения (третий дипульс, пораженный сбоями, не дешифрируется), и - сигналы поразрядных контрольных сумм, дешифрованных из сигналов воспроизведения; к - сигналы контрольных сумм по модулю четыре кодовых групп, сформированные из сигналов воспроизведения; л - задержанная выходная информационная последовательность байтов (на чертеже задержка не показана) с восстановленным байтом на месте группового сбоя - третьего ди- пульса (восстановленный байт обведен линией). - . . .

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

При записи входную информационную последовательность двоичных сигналов разделенных на восьмиразрядные кодовые группы - байты (фиг.2а), по- дают с входа устройства на входы блока 1 задержки байтов и блока 2 поразрядного суммирования. Задержку осуществляют на время Т5с,0(1, III, V, VII, IX, XIII, XV) байт с + Т5ао (II, IV, VI, VIII, X, XII, XIV, XVI) k -

1бТШ 8tcb макс гле Т, риод записи байта, t cg MC мальная длительность групп овых сбо-, ев, принятая равной ЧьМакё k - коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от кратности корректируемых данной.системой контроля сбое,в и равна k 1, что позволяет в этом случае исправлять в матрице из восьми байтов одну строку (т.е. по одному разряду в каждом столбце). Следовательно, величина задержки в данном примере составляет 16 периодов записи дипульсов, В блоке 2 определяют поразрядные контрольные суммы по модулю два одноименных ,разрядов связанной группы из восьми байтов,(фиг.26), а в блоке3 - контрольные суммы по модул ю четыре всех разрядов каждого байта и дополнительного к каждому из них соответствующего бита поразрядного контрольного суммирования по модулю два (фиг.2в). С выходов блоков 1, 2 и 3 сигналы, байтов и контрольных сумм поступают на регистр.k для промежуточного хранения одиннадцатиразряд- ной суммы и образования прямого и

ion

- пе- макси

17200898

обратного параллельного кодов группы,

поступающих соответственно на сумматоры 5 и 6 прямого и обратного кодов, с помощью которых определяют длительности сигнала записи группы в прямом Тэдп. п.р и обратном T,qn 06р кодах следующим образом. Длительность

сигнала пульса:

сзоп.

записи twn группы - ИМ, +

tHMT, +

-ИМП.2

5

0

0

5

0

5

+ t

5 где tWM0., V:

ьъ

un«f

зоц

длительность первого импульса ИЛАПИ kr, fit О,1,2,...,15- ми ни мал ь но допустимое расстояние между двумя соседними разнополярны ми перепадами, при котором взаимное влияние перепадов по фазовому . сдвигу несущественно, единичное приращение длительности,

..&$ - 0,05-0,1.$.) .. длительность интервала между импульсами tt

k2-&

ИИ1

1ЛМП.4.

3QUi

0,2,...,8;

длительность второго импульса дипульса

Wr; v/tf

длительность защитного интервала между последним перепадом одного дипульса и первым перепадом следующего дипульса СЪ(ДН. МИН с .

Отсюда минимальная длительность сигнала записи группы в прямом и обратном кодах

ао.мии

/л

(Ј +-Ь«мии ) k2

ми«

t$ +

Ј + k

мии

&)

+ с

зС.

.Максимальная длительность сигнала группы в прямом коде

Зап. маис

(Ј+ 15 Л ) +

8Дг

+ (с + 15 Ь )

+

3

38 Д).

Средняя длительность сигнала группы в прямом коде

Устанавливают величину тактового периода записи сигналов TWB равной полусумме ТМПдАии И МЈПсС в

прямом коде, т.е. равной ,,с

Поскольку в длительность сигнала записи группы и в прямом и в обратном коде входит постоянная величина 3Ј, то в сумма-горах 5 и 6 производят подсчет только переменной составляющей длительности, изменяющей- свя в пределах Ј-.0-3.8} А . Так как АЈ также является постоянной величиной, то подсчет и сравнение длительностей сигнала записи группы в прямом и обратном кодах осуществляют в числах Ас, „ Например, для кодовой группы 11110110000 (младшие разряды в подгруппах справа) число ппр для прямого кода равно ппр 1111 + . + (Oil + 001) + 0000 100.11, т.е. Л ТПр 19 лС , а число поБр для обратного кода этой же группы равно п обр .« 0000 + (100.+ 001) + 1111 - 10100, т.е. й:т0бР 20. Л.Ј

Вычисленные в сумматорах 5 и 6 характеристики длительности сигнала записи текущей группы п„рИ п0вр поступают в блок 7 сравенния, вырабатывающий на выходе признаки прямого и обратного Pian (тобр с тпр) °

ръощ(Тобр тпр) 1 (фиг.2г) кодов, используемые в блоке 8 ключевых схем для пропускания в формирователь 9 дипульсов соответственно либо прямого, либо обратного кода .группы, а в формирователе 9. для установления либо одной(положительной, так как Ы оьр & Т„р), либо.противоположной полярности дипульса (фиг.2д).

Формируют (фиг.2д) первый импуль дипульса по началу периода записи ,п и с одним из шестнадцати значений длительности в соответствии со значениями, например, первых четырех разрядов прямого или обратного кода байта согласно табл.1.

Формируют интервалы между импульсами дипульса по длительности , меньшими минимальной длительности «.

172008910

импульсов, чтобы обеспечить физиче- : ское отличие дипульса как целостного сигнала при воспроизведения, и : с с одним из семи значений длительности в зависимости от ненулевых значений трех контрольных битов прямого или обратного кода группы согласно табл.2.

5

0

Формируют второй импульс дипульса всегда с полярностью, противоположной полярности Первого импульса дипульса, чтобы иметь четкий физический признак дипульса как целостного сигнала при воспроизведении, и с одним из шестнадцати значений длительности в соответствии со значениями остальных четырех разрядов прямого или обратного кода байта согласно табл.3. . .

Сформированные неуказанным правилам дипульсы (фиг.2д) подают на вход блока 10 записи, с помощью ко5 , торого их записывают на носитель магнитной записи таким образом, чтобы первый перепад дипульса точно соответствовал началу периода записи., Воспроизведенную с носителя маг0 нитной записи последовательность импульсов (фиг.2е) усиливают в блоке Т воспроизведения и подают на формирователь 13 тактовых импульсов воспроизведения и в блок 15 дешифрации сигналов воспроизведения, где из

5 этих сигналов формируют признаки записи групп в обратном коде Psan (T0$p Тпр) 1 по отрицательной полярности первых импульсов сигналов воспроизведения дипульсов (фиг.2ж) с помощью формирователя 16, сигналы битов прямого или обратного кода байтов (фиг.2з) с помощью формирователя 17, сигналы поразрядных контроль0

ных сумм соответствующих связанных групп из восьми байтов (фиг.2и) с. помощью формирователя 19, сигналы контрольных сумм по модулю четыре байтов вместе.с соответствующими битами поразрядного суммирования (фиг.2к) с помощью формирователя 18. В случае физического искажения сигнала воспроизведения дипульса (выпадение сигнала, несоответствие полярности импульсов, их числа и временного, положения в пределах так-, тового периода и т.п.) формирова- телем 20 вырабатывается сигнал приз-1 нака искаженного дипульса, не под111

лежащего дешифрации (отмечен пропусками на фиг. .ж,з,и,к).

Сформированные последовательности сигналов с выходов формирователей . 16-20 поступают на входы блока 21 . задержки и контроля выходной последовательности, в котором осуществляют инвертирование значений разрядов байта и бита поразрядного сум- мирования, если с выхода формирователя 16 поступает сигнал - признак обратного кода записанной и дешифрируемой из сигнала воспроизведения дипульса кодовой группы, контроль правильности дефифрации сигналов по соответствию дешифрованных ифактических контрольных сумм по модулю четыре байтов и битов поразрядных контрольных сумм связанных групп байтов, а также коррекцию байтов па сигналам несоответствия и признакам искажения путем поразрядного сложения по модулю,два битов семи неискаженных байтов группы, в которую входит искаженный или неправильно дешифрованный байту и битов поразрядны контрольных,сумм одноименных разрядов этой же, группы, дешифрованных по сигналам воспроизведения другой группы из восьми байтов, связанной аналогичным образом с первой группой байтов

Например, значения битов искаженного III байта (фиг„2е) определяют путем поразрядного сложения по модулю два битов I, V, VII,.IX, XI, XIII и XV неискаженных байтов, составляющих с искаженным III байтом.единую группу (фиг.2а), и битов поразрядных контрольных сумм, дешифрованных из. воспроизведенных сигналов II, IV, VI, VIII, X, XII, XIV и XVI дипуль- сов„ В результате на выходе блока 21 формируют исправленную выходную последовательность байтов (фиг.2л), поступающую на выход устройства.

.

Способ позволяет повысить плот-- ность записи за счет увеличения информативности сигнала записи - дипульса, что подтверждается расчетом.

- Плотность записи РЭ„П определяется как. отношение информативности дипульса 1дйи к его максимальной протяженности, т.е. периоду записи дипульса Тъоп:

12

Эип

Man Согласно способу I

т,1-э« +

. .AI

Дип

11

бит

0,05# ,

лЈ

Полагая &Ј 0,11 и

получают следующие знания плотности записи:

HE.UT.11&ИГ

2, бит/Ј . В прототипе 1дип.прот 10 6ит

.-

с +

17 Л

«an. прот

Полагая также UV 0,1 i.% и

0,05, получают следующие плотности записи;

. ли &о

0,1 С

10

БИТ

,7Ј

1°6ИТ

577 :

1,75 ,

ЛАМ 10БИТ Pwn, прот & - 5

2,06 бит/

10

бит

0,85С

5185

Таким образом, предложенный способ позволяет в 1,28-1,38 раза повысить плотность записи при сохранении способности исправлять групповые сбои заданной максимальной длительности.

Формула изобретения

Способ магнитной записи цифровой информации, при котором входную информационную последовательность двоичных сигналов разделяют на восьмиразрядные кодовые группы - байты, производят разрядное контрольное суммирование по модулю два одноименных разрядов восьми байтов, отстоящих друг от друга и от других связанных с ними восьми байтов на интервал, по длительности не меньший максимал.ь- ной длительности групповых сбоев,. формируют сигналы записи кодовых групп в виде дипульсов тока, при этом длительность каждого импульса I

дипульса устанавливают в соответствии со значениями определенных разрядов байта, отличающийся тем, что, с целью повышения плотност за счет увеличения информативности сигнала записи, перед записью байта производят контрольное суммирование по модулю четыре значений всех его разрядов и дополнительно к нему соответствующего бита поразрядного контрольного суммирования по модулю два, устанавливают величину тактового периода записи сигналов, равной полусумме минимального и максимального возможных значений длительности сигналов записи одиннадцати- разрядных групп в прямом коде, определяют значение длительности сигнала записи каждой одиннадцатиразрядной группы в прямом и обратном кодах и устанавливают полярность дипульса в зависимости от того прямо- го или обратного кода, при котором длительность дипульса-наименьшая,

первый импульс дипульса формируют по началу периода записи и с одним из шестнадцати значений длительности в соответствий со значениями первых четырех разрядов прямого или

обратного кода байта, интервал между импульсами дипульса формируют по величине меньшим минимальной длительности импульсов и с одним из семи значений длительности в зави5 сим ости от ненулевых значений трех контрольных битов прямого или обратного кода группы$ второй импульс дипульса формируют с однимt j/из шестнадцати значений длительно0 сти в соответствии со .значениями других четырех разрядов прямого или обратного кода байта.

Изобретение относится к технике цифровой магнитной записи и может использоваться в разнообразных на копителях цифровых данных с повышенной плотностью записи. Цель изобретения - повышение плотности записи. Способ основан на формировании ди- пульса тока записи, параметры которого устанавливают в соответствии с прямым или обратным кодом байта данных, бита поразрядного контрольного сум- j мирования по модулю два заданного числа байтов, отстоящих друг от друга и от других байтов на интервал, не меньший максимальной кратности групповых сбоев, а двух битов контрольного суммирования по модулю четыре значений байта и соответствующего бита позарядного сложения. Применение данного/способа обеспечивает существенное повышение плотности записи цифровой информации с сохранением возможности исправлять групповые сбои заданной максимальной деятельности. 2 ил., 3 табл. (Л

Т а б л и ц а 1 Код 1-й подгруппы 0000 0001 0013 ... 1110 1111

- -- ««. .«« «- .... ---- - - - -- ™ - в«, «.-«.-« мм «. VH

Чмп, Ј+ rtЈ+ 2bЈ ...$+ HiC Ј+ 5$

. ----------------------- ---.--Таблица2Код контрольНОЙ ПОДГРУППЫuiuUIIЦТ

(.r.

Чит2i«ЗА Ь& ...8лЈ

- - .« - «. м«м« ««« « «ш. в, и, «, v-

. Т-а блица 3

Код 2-йotfoo00-0100|„0011 ,УиоГ111

подгруппы,,

.

----- - - - - - - - - - - - ---------- --- - - ----« - - «-«.-« - .«.«...ee . . . .. .; , -.

ьимп. + 2& .+ ЗА«-...Ј+ 15А

Вход

I

Выход

Фие.{

53

Й.Ь

ka o «

Ґ

Ч

«I

.:

СЧ

§

Oi

со :з ъе