Способ магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G11B5/00 G11B20/00 

ных сигналов, на интервале каждого блока в потоках определяют начальную фазу тактовых синхроимпульсов относительно интервала и период следования путем сравнения с эталонным синхросигналом, выражают полученные значения в виде цифровых слов, которые подставляют в образовавшийся в результате сжатия временной интервал в каждом канале соответствующего потока, Устройство содержит информационные каналы 1, состоящие из блоков памяти 2 и сумматора 3 каждый, опорные каналы 4 по

числу входных потоков, содержащие счетчик адресов занесения 5, формирователь импульсов 6, коммутатор адресов 7, дешифратор 8, элементы И 9, 10, счетчики фазы и периода 11, 12 и регистр 13. В устройство также входят генератор 14, делитель частоты 15, счетчик 16 адресов считывания, третий элемент И 17, формирователь маркера 18, триггер 19 и дешифратор 20. 2-3, 5-6-7,- 5-8-9-11-13-3,8-10-12-13, 14-15-16-19, 16-20- 17, 20-18-16. 2 с.п, ф-лы, 2 ил,

Изобретение относится к цифровой магнитной записи. Целью является повышение точности записи за счет устранения времен- ного рассогласования между каналами асинхронных потоков при приведении каналов к одной тактовой частоте. Информацию всех входных цифровых потоков разбивают на блоки с одинаковыми временными интервалами, производят сжатие информации блоков каждого потока с разными коэффициентами трансформации частоты, обеспечивающими получение единой для всех потоков частоты следования информациейЁ

Заявляемая группа изобретений относится к области приборостроения, в частности, к способам и устройствам многоканальной цифровой магнитной записи.

Известен способ цифровой магнитной записи, по которому в регистрируемую по дорожкам информацию замешиваются маркерные Импульсы, а информация временных интервалов преобразуется в последовательный код и записывается по отдельной дорожке, при этом маркерные импульсы соседних дорожек сдвигаются один относительно другого на количество занимаемых маркером разрядов. .

Данный способ позволяет обеспечивать высокую продольную плотность записи и организовать блочную синхронизацию записываемой информации для устранения временных сдвигов между каналами при воспроизведении. Применение данного способа для записи нескольких асинхронных потоков затруднено или становится неприемлемым ввиду необходимости выделения дополнительных дорожек для каждого потока и нерационального их использования.

Известен также способ цифровой магнитной записи, основанный на том, что сигналы маркерных слов, длительность которых равна суммарной длительности импульсов нескольких разрядов, записывают совместно с регистрируемой на носителе информацией, а информацию на всех дорожках, замещенную сигналами маркерных слов, преобразуют в последовательный код и записывают на резервной дорожке, при этом маркерные слова смежных дорожек сдвигают одно относительно другого на величину, в два - четыре раза большую длительности маркерных слов.

Данный способ позволяет более эффективно использовать дополнительную до5 рожку, по которой между информацией, снимаемой с информационных каналов, можно записывать дополнительные данные.

Недостатком известного способа явля0 ется необходимость выделения дополнительной дорожки для каждого из асинхронных потоков. В случае использования способа записи дополнительных данных (например, фазовых соотношений

5 между потоками, выраженных в цифровой форме) по одной дополнительной дорожке не обеспечивается достаточная помехозащищенность основной информации. Поскольку ошибки, возникающие в процессе

0 .записи-воспроизведения, определяются, в основном, выпадениями сигналов и носят характер группового сбоя, то их возникновения в информации дополнительной дорожки вызывает ошибки сразу в нескольких

5 информационных потоках.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ многоканальной цифровой магнитной записи, по которому входной цифровой по0 ток с тактовой частотой fT разделяется, в зависимости от числа дорожек, на п отдельных каналов, информация каждого из которых разбивается на блоки по Ми символов в каждом, один блок от другого отделяется

5 сигналом блочной синхронизации, содержащим Nc символов. Интервал времени для сигнала блочной синхронизации образуется путем организации разности тактовых час,п тот исходного сигнала f - (1) и записывавмого сигнала (1+ тггО/п по каждому кэNH

налу. В качестве сигналов блачной синхронизации может быть использована псевдослучайная последовательность. Данный способ позволяет обеспечить надежную блочную синхронизацию записываемой информации для устранения временных сдвигов между каналами одного потока при воспроизведения.

Недостатком данного способа, ограничивающим его применение для записи на один носитель нескольких асинхронных потоков, является возникновение в процессе записи временного рассогласования между потоками, которые, практически нельзя учесть при воспроизведении из-за широкого разброса тактовых частот асинхронных потоков.

Известно устройство для магнитной записи и воспроизведения двоичной информации, в котором для осуществления выравнивания строк информации, поступающей непрерывно в параллельном коде, производят запись маркерных сигналов и используют дополнительную дорожку записи.

Устройство содержит в своей записывающей части входные шины, сдвиговые регистры занесения информации, распределитель записи информации и маркеров, регистры вписывания маркеров, многоканальные коммутаторы, модуляторы, усилители записи, головки записи.

Данное устройство обеспечивает временное выравнивание информации при многодорожечной магнитной записи и довольно просто в реализации.

Однако при записи нескольких асинхронных потоков в данном устройстве возникает необходимость выделять дополнительные дорожки по числу входных потоков, снижая при этом полезную информативность, которая уменьшается с увеличением числа входных потоков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является устройство для записи цифровой информации, которое включает в себя входные шины информационных каналов, состоящих из последовательно соединенных блока памяти, сумматора фазового манипулятора и логического элемента И, счетчика адресов занесения, счетчика адресов считывания, умножителя частоты и формирователя маркера.

Данное устройство позволяет реализовать многоканальную цифровую запись с

достаточно высокой продольной плотностью и с возможностью устранения временных сдвигов между каналами внутри одного потока при воспроизведении. 5Недостатком данного устройства является то, что при использовании его для записи на единый носитель нескольких асинхронных цифровых потоков необходимо выделять дополнительные дорожки для

0 записи синхросигналов каждого потока, что снижает общую полезную информативность устройства. Кроме того, из-за разности входных частот асинхронных потоков, в процессе преобразований перед записью,

5 возникают значительные временные сдвиги между информационными каналами различных потоков.

Целью изобретения является повышение точности записи за счет устранения вре0 менного рассогласования между каналами асинхронных потоков при проведении каналов к одной единой тактовой частоте.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе магнитной записи

5 асинхронных потоков цифровой информации, заключающемся в том, что информацию входных цифровых потоков в виде параллельного кода с соответствующими тактовыми синхроимпульсами различной

0 частоты следования разделяют на блоки информации с одинаковыми временными интервалами, в которых укладывается соответствующее число символов, сжим ают информацию блоков во времени и в пол5 ученные временные интервалы устанавливают маркерные слова с заданным числом символов, а затем записывают полученную информацию на магнитный носитель, сжатие информации каждого потока произво0 дят с разными коэффициентами трансформации частоты и получением единой для всех потоков частоты следования символов, на интервале каждого блока информации в потоках определяют начальную

5 фазутактовыхсинхроимпульсов и период их следования при сравнении с эталонными синхроимпульсами, формируют полученные значения в виде цифровых слов с соответствующим числом символов, а полученные

0 цифровые слова устанавливают во временном интервале, полученном при сжатии информации блоков во времени, после или до маркера в каждом канале соответствующего потока цифровой информации, а в извест5 ное устройство для магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации, содержащее информационные каналы, в каждом из которых входная информационная шина соединена через блок памяти с первым входом сумматора, выходные информационные шины, опорный канал, содержащий первый элемент И, формирователь импульсов и счетчик адресов занесения, счетный вход которого соединен с шиной синхронизации и с входом формирователя импульсов, делитель частоты, выход которого через формирователь маркера соединен со вторыми входами сумматоров информационных каналов, счетчик адресов считывания, при этом входы адресов занесения и считывания блока памяти одного информационного канала соединены с соответствующими адресными входами блоков памяти остальных информационных каналов того же потока цифровой информации, выходную шину синхронизации, введены генератор, выходом подключенный к входу делителя частоты, триггер, входом подключенный к выходу счетчика адресов считыва- ния, дешифратор, элемент И. дополнительные опорные каналы при общем числе опорных каналов, равном числу входных информационных потоков, а в каждом опорном канале введены коммутатор адресов, дешифратор, второй элемент И, счетчик периода, счетчик фазы и регистр, выход которого соединен с третьими входами сумматоров информационных каналов соответствующего потока, а первый и второй входы - соответственно с выходами счетчика периода и счетчика фазы, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а установочный вход - к установочным входам счетчиков периода и адресов занесения, выходу переполнения счетчика адресов считывания и входу триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно и первым и вторым управляющими входами коммутаторов адресов опорных каналов, первый, второй и третий выходы которых подключены соответственно к входам адресов занесения, адресов считывания и управляющими входами блоков памяти информационных каналов соответствующего потока, вход коммутато1 ра адресов каждого опорного канала соединен с выходом формирователя импульсов, выход счетчика адресов занесения подключен к первому многоразрядному входу коммутатора адресов и через дешифратор опорного канала - к одним входам первого и второго элементов И, другие входы которых соединены С ЖРуТй мй -вШДами первого и второго элементов И соответственно остальных опорных каналов и с выходом генератора, выход делителя частоты подключен к выходной шине синхронизации, к входу счетчика адресов считывания и к одному входу третьего элемента И. выход которого соединены со входами сдвига регистраторов опорных каналов, а другой вход - с первыми управляющими входами сумматоров информационных каналов и с первым выходом дешифратора, второй выход которого

. подключен к другому входу формирователя маркера и к вторым управляющим входам сумматоров информационных каналов, третьи управляющие входы которых соединены с третьим выходом дешифратора, чет0 вертый выход которого подключен к входам записи регистров опорных каналов, а вход соединен с многоразрядными входами коммутаторов адресов опорных каналов, выход второго элемента И которых подключен к

5 входу счетчика периода.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации; на фиг.2 - временные диаграммы, по0 ясняющие его работу.

Предлагаемое устройство содержит информационные каналы 1, в каждом из которых информационная входная шина через блок памяти 2 соединена с первым входом

5 сумматора 3, подключенного выходом к выходной информационной шине, и опорные каналы 4 (по числу потоков), состоящие из счетчика адресов занесения 5, формировав теля импульсов 6, коммутатора адресов Т,

0 дешифратора 8, первого и второго элементов И 9, 10, счетчиков фазы 11 и периода 12, регистра 13. Вход счетчика адресов занесения 5 подключен к шине синхронизации потока, соединенной через формирователь

5 импульсов 6 с управляющим входом коммутатора адресов 7, подключенного первым многоразрядным входом к выходу счетчика адресов занесения 5 и к входу дешифратора 8. Два выхода дешифратора 8 соединены с

0 входами первого и второго элементов И 9, 10, выходы которых соответственно через счетчики фазы 11 и периода 12 подключены к информационным входам регистра 13. Вторые входы первого и второго элементов

5 И 9, 10 всех опорных каналов 4 подключены к выходу генератора 14 и через делитель частоты 15 - к входам счетчика адресов считывания 16, третьего элемента И 17, формирователя маркера 18 и выходной шине

0 синхронизации. Выход переполнения счетчика адресов считывания 16 подключен к входу триггера 19 и к установочным входам счетчиков фазы 11, периода 12 и адресов занесения 5 опорных каналов. Многораз5 рядный выход счетчика адресов считывания 16 соединен с вторыми многоразрядными входами коммутаторов адресов 7 опорных каналов и с входом дешифратора 20, первый, второй, третий выходы которого подключены к соответствующим управляющим

входам сумматоров 3 опорных каналов 4, Первый выход дешифратора 20 соединен также с вторым входом третьего элемента И 17, выход которого подключен к входам сдвига регистров 13 опорных каналов, соединенных входами записи с четвертым выходом дешифратора 20. Второй выход дешифратора 20 подключен к второму входу формирователя маркера 18, выход которого соединен с вторыми входами сумматоров 3 информационных каналов, третьими входами подключенных к выходам регистров 13 соответствующих опорных каналов. Прямой и инверсный выходы триггера 19 соединены с первыми и вторыми управляющими входами коммутаторов адресов 7 опорных каналов, первые, вторые и третьи выходы которых соответственно подключены к входа адресов записи, адресов считывания и к управляющим входам блоков памяти информационных каналов потока.

Устройство работает следующим образом.

Цифровая информация каждого из К потоков представлена на входе устройства в виде параллельного n-разрядного кода, сопровождаемого тактовыми синхросигналами (фиг.1). Последовательности одноименных разрядов потока образуют информационные каналы.

Для наглядности и простоты изложения на фиг.1 приведена функциональная схема устройства, содержащего два асинхронных потока, каждый из которых включает в себя два идентичных информационных 1 и один опорный 4 каналы. В принципе количество регистрируемых асинхронных потоков и каналов в них может быть любым в пределах общей информативности устройства.

В устройстве производится сравнение синхросигналов, сопровождающих каждый из входных информационных потоков с эталонными синхросигналами, вырабатываемыми генератором 14 и делителем 15. Сравнение производится по частоте и по фазе, Сравнение по частоте производится путем подсчета количества синхросигналов, сопровождающих информацию каждого потока на фиксированном временном интервале, который задается счетчи ком адресов считывания 16. Период следования импульсов переполнения счетчика адресов считывания 16 определяет временной интервал информационного блока для каждого из каналов, т.е. длительность одного кадра.

Синхроимпульсы, сопровождающие информационные потоки, поступают на входы соответствующих опорных каналов с частотами следования fi и f2. Причем fi а. На счетчиках адресов злносения 5 формируется многоразрядный код адреса занесения информации в память, а из синхроимпульсов потока с помощью формирователя импульсов б вырабатываются импульсы

занесения. Занесение информации в память производится в темпе ее поступления. Блоки памяти 2 состоят из двух частей, работающих поочередно в режиме записи или считывания. Это переключение осуществляется с помощью коммутаторов адресов 7, которые переключают адреса занесения и адреса считывания, а также импульса записи блоков памяти.

Управление коммутаторами адресов 7

осуществляется сигналами, поступающими с прямого и инверсного выходов триггера 19. который работает в счетном режиме. Таким образом, в течение времени одного кадра в одну из Т10йЬвй1Н1ТГ я1(-й Т115о зво7(ЙтГя

запись информации, а из другой половины считывание ранее записанной,

Нафиг.2 для упрощения приведены временные диаграммы работы одной половины блока памяти 2 одного канала.

Если на интервале одного кадра производится запись, то на интервале следующего кадра-считывание (фиг.2а). Очевидно, что количество синхроимпульсов потока (fT) и их начальная фаза р в кадре может быть различной (фиг.2б). Считывание производится с частотой генератора 14, поделенной делителем 15 частоты. С этой частотой меняются адреса считывания, снимаемые со счетчика адресов считывания 16, т.е. считывание информации всех потоков производится с ор,- ной частотой f0. Частота эта выбирается таким образом, чтобы при максимально возможной частоте fr потока,т.е. в случае, когда в кадре будет умещаться максимально возможное количество информационных символов, после их считывания в кадре должно образоваться окно, достаточное для размещения в нем маркера (время tM на фиг.2ж), последовательного кода начальной фазы

синхроимпульсов и последовательного кода периода синхроимпульсов ( и и на фиг.2з), т.е. должно выполняться условие (1 + NM + N + МТч -:-N --- ДЛЯ кажА°го потока.

Если частота следования синхроимпульсов меньше максимально возможной, при считывании образуется окно, т.е. неиспользуемая часть кадра (фиг.2и).

Измерение периода Т следования синхроимпульсов fT, и начальной фазы f производится с помощью высокочастотного сигнала, снимаемого с кварцованного генератора 14 и обеспечивающего большую точность измерения Т и р. Этот сигнал через

логические элементы И 9 и 10 поступает на счетчики фазы 11 и периода 12 соответственно. Счетчик фазы 11 подсчитывает количество высокочастотных импульсов от начала кадра до момента прихода первого синхроимпульса (фиг.2ч). На это время открывается логический элемент И 5 положительным потенциалом, снимаемым с дешифратора 8, выбирающего этот интервал по коду со счетчика адресов занесения 5, счетчик периода 12 подсчитывает количество высокочастотных импульсов за время первого целого периода синхроимпульсов (фиг.2д). Открывающее напряжение на логический элемент И 10 поступает с дешифратора 8. Эта информация по каждому опорному каналу (т.е. потоку) перезаписывается в параллельном коде в регистр 13. Импульс записи в регистр снимается с дешифратора 20, с четвертого его выхода. Этот момент можно выбрать в конце цикла (фиг.2е), т.е. когда информация о синхроимпульсах на счетчиках 11 и 12 будет заведомо готова, даже при самых минимально возможных частотах СИ. Выталкивается информация из регистра 13с частотой , подаваемой на вход сдвига регистра с делителя частоты 15 через третий элемент И 17, который открывается сигналом с дешифратора 20 на тот момент кадра, когда в нем должна быть расположена информация о синхроимпульсах.

Дешифратор 20 вырабатывает этот строб на своем первом выходе из кода адресов считывания. На втором выходе дешифратора 20 формируется строб для разрешения формирования маркёра формирователем 18. Маркер формируется из сигнала с частотой fc4 и представляет собой псевдослучайную последовательность информационных символов. Сумматоры 3 информационных каналов по очереди пропускают маркер, информацию о синхроимпульсах потока (они передаются в каждом информационном канале потока) и измерительную информацию. Переключение информации на выходе сумматоров, а, следовательно, и каналов, производится управляющими стробами с первого, второго и третьего выходов дешифратора 20. Предлагаемое устройство может быть реализовано следующим образом:.

Блоки памяти 2 могут быть выполнены на микросхемах адресной оперативной памяти, например 541РУ2, счетчики адресов занесения 5, фазы 11 и периода 12 могут быть выполнены в виде двоичных счетчиков на микросхемах 533ИЕ5, делитель частоты 15 и счетчик адресов считывания 16 могут быть выполнены на микросхемах 533ИЕ10.

Генератор 14 может быть выполнен на цифровой ИМС, например 530ЛАЗ, с кварцевой стабилизацией частоты. Формирователь 6 может быть собран на двух последовательно соединенных одновибраторах 533АГЗ. чтобы обеспечить необходимые задержки и длительности импульсов записи для блоков памяти. Формирователь маркера 18 может быть выполнен в виде схемы реализации

0 определенной функции от переменной, например на микросхеме 533КП7. Дешифраторы 8 и 20, а также сумматор 3 могут быть собраны на логических элементах И, ИЛИ, НЕ цифровых ЦМС, 533 серии, а регистр 13

5 на микросхеме 533ИР16.

Сравнительные испытания предлагаемого устройства, реализующего предлагаемый способ записи, с известным устройством показали, что использование

0 предлагаемого способа позволяет зарегистрировать на единый носитель до 8-ми асинхронных потоков цифровой информации, разница частотами следования которых может достигать 50%, и при этом вре5 мённой сдвиг между информационными каналами, возникающий за счет преобразований записи, достигавший в базовом объекте величины 10-16 периодов тактовой синхронизации, в предлагаемом устройстве

0 составляет 0,03 периода.

Формула изобретения 1. Способ магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации, заключающийся в том, что информацию всех

5 входных цифровых потоков в виде параллельного кода с соответствующими тактовыми синхроимпульсами различной частоты . следования разбивают на блоки информации с одинаковыми временными интервала0 ми, в которых укладывается соответствующее число символов, сжимают информацию блоков во времени и в полученные временные интервалы вставляют маркерные слова с заданным числом симво5 лов, а затем записывают полученную инфор- . мацию на магнитный носитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности записи за счет устранения временного рассогласования между каналами

0 асинхронных потоков цифровой информации при приведении каналов к одной тактовой частоте, сжатие информации каждого потока производят с разными коэффициентами трансформации частоты с получением

5 единой для всех потоков частоты следования символов, на интервале каждого блока информации в потоках определяют начальную фазу тактовых синхроимпульсов и период их следования при сравнении с эталонными синхросигналами, формируют

полученные значения в виде цифровых слов с соответствующим числом символов, а полученные цифровые слова устанавливают во временном интервале, полученном при сжатии информации блоков во времени, после или до маркера в каждом канале соответствующего потока цифровой информации.

выход счетчика адресов занесения подключен к первому многоразрядному входу коммутатора адресов и через дешифратор опорного канала - к одним входам первого и второго элементов И, другие входы которых соединены с другими входами первого и второго элементов И соответственно остальных опорных каналов и с выходом генератора, выход делителя частоты подключен к выходной шине синхронизации, к входу

счетчика адресов считывания и к одному входу третьего элемента И, выход которого соединен с входами сдвига регистров опорных каналов, а другой вход - с первыми управляющими входами сумматоров информационных каналов и с первым выходом дешифратора, второй выход которого подключен к другому входу формирователя маркера и к вторым управляющим входам сумматоров информационных каналов,

третьи управляющие входы которых соединены с третьим выходом дешифратора, четвертый выход которого подключен к входам записи регистров опорных каналов, а вход соединен с многоразрядным выходом счетчика адресов считывания и с вторыми мно- горазрядными входами коммутаторов адресов всех опорных каналов.