Способ записи цифровой информацииНА МАгНиТНый НОСиТЕль Советский патент 1981 года по МПК G11B5/09 

(54) СПОСОБ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ НА НАгаИТНЫЙ НОСИТЕЛЬ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использованр в запоминающих устройствах на магнитных дисках, барабанах и ленте. Известны способы записи информации на магнитный носитель, такие как способ без возвращения к ноли и его модификации Г 3 Эти способы получили широкое распространение в технике цифровой магнитной записи. Однако они имеют недостатки, которые могут ормозить дальнейшее совершенствование внешних за поминакщих устройство ЭВМ, так как он не обладают самосинхронизацией и имеют большие фазовые искажения при воспроизведении информации. Известен способ записи, который обладает окном детектирования 0,5 т (полпериода), удовлетворяет требовани самосинхронизации и имеет наибольшую информативную емкость - 3 бита на наи меньший период сигнала записи-воспроизведения 12. Информация, поступающая на запись с периодом Т, разбивается на группы по три бита в каждойi затем каждая трехбитовая группа входной информации заменяется шестиб.итовой группой преобразованной информации, которая записывается 6 интервале три периода ЗТ,для . чего кажда1й интервал Т делится пополам и далее запись ведется по способу без возвращения к нулю с переключением: тока записи от каждой 1. Таким образом, каждому биту преобразованной информации соответствует промежуток Т/2. Преобразование поступающей информации заключается в следующем. В последовательности бит преобразованной информации не f oлxнo быть двух подряд идущих 1, а количество нулей между соседними единицами должно быть не менее двух и не более определенного числа, которое определяется алгоритмом преобразования. В данном способе

верхний предел количества нулсш ограничивается числом одиннадцать .

При последовательной записи шестибитовых групп в местах их стыковки возникают возможности нарушения основкого правила, т.е. между соседними оказывается один О. В этом случае применяется дополнительно правило, устранякмцсе нестыковку групп. Для чего используется анализ предшествующей и последующей групп информации. Всего для анализа используется девять разрядов преобразованной .информации (шесть разрядов текущей группы, два разряда предшествующей и один разряд последующей групп). При 3 гом способе записи информации получается несколько частот в кривой тока записис минимальным расстоянием ;между двумя перепадами тока записи /Г 1, и максимальным расстояниен между двумя перепадами тока записи Т 6Т. Таким образом, за минимальный период кривой тока записи передается три бита входной информаци с окном детектирования, равнь1М 0,5 Т. Этот способ имеет самую большую информативность по сравнению со всеми применяющимися. . Однако в сигнапограмме записи и воспроизведения имеется большое соотношение , это увеличивает фазовые искажения при воспроизведении информации в местах сопряжения частот „I; miri тсл затрудняет самосинхронизацию воспроизведенной инфорг ации, вследствие больших промежутков между импульсами Тдля корректировки синхр серии. Целью изобретения является повышение плотности записи информации и достоверности детектирования информации при воспроизведении. . . Поставленная цель достигается тем что в способе записи цифровой информа ции на магнитный носитель, заключающемся в том, что перед записью производят логическую обработку входного информационного сигнала путем замены каждого его бита битом преобразованной информации с периодом, равным половине периода бита входного информационного сигнала, после чего формиру ют ток записи без возвращения к нулю с изменением его направления при каждой единице преобразованной информации, передавая при этом три бита

входного информационного сигнала за наименьший период этого сигнала, изменение направления тока записи осуществляют с наибольшим интервалом времени, равным четырем пе риодам бита входного информационного сигнала. На фиг. I приведена диаграмма тока записи, где а - входная информация на запись; б - преобразованная информация; в - ток записи; на фиг.2 временные диаграммы сигналов записивоспроизведения, на фиг. 3 - соответствие между входной и преобразованной информацией при записи информации; на фиг. 4 - дополнительное преобразование информации при записи информации; на фиг. 5 - пример преобразования информации, где а - входная инфор мация, б - Преобразованная информация (основные группы), в - преобразованная информация (дополнительное преобразование) ;. на фиг. 6 - соответствие между преобразованной и входной информацией при воспроизведении информации; на фиг. 7 - вариант схемы устройства записи-воспроизведения, реализующего предлагаемый способ записи информации. Процесс записи и воспроизведения информации по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. Информация в двоичном коде, поступающйя на запись, синхронизируется /. о синхросерией (фиг. 2 в) в синхронизацйи в виде серии импульсов (фиг.2 г) поступает в преобразователь информэ ции. Частота следования импульсов информации F где Т - длительность периода синхросерии или длительность одной битовой ячейки при заданной плотности записи информации. Кроме того, блок синхронизации вырабатывает серии сигналов (фиг. 2 е,ж,з), необходимых для работы преобразовг1теля информации. Формирование управлякицих серий (фиг. 2 в,е,ж,з) осуществляется по синхрогенератору, который генерирует импульсы (фиг. 26) с частотой следования 2 Е. Входная информация подвергается логической обработке в преобразователе информации. Преобразование входной информации производится следующим образом. Для каждого бита входной информации отводится группа из двух бит преобразованной информации (в отличие .от известного способа, где на три бита входной информации отводится группа в 6 бит преобразованной информации), в преобразованной последовательности бит не должно, быть подряд двух 1, минимальное количество нолей между единицами равно двум, а максимальное - семи. Соответствие между входной и преобразованной информацией показано на фиг. 3. Двух основных групп преобразованной информации недостаточно для удов летворения требования преобразования (см. фиг. 3. Каждая основная группа преобразованной информации не может быть запи сана сама за собой, так как окажется один О между соседними единицами. Запись основных групп преобразованно информации 01 и 10 одна за друго тоже нарушает основное требование пр образования, так как встречаются под ряд две единицы., Для устранения указанш 1х несоотве ствий применяют вспомогательную груп пу 00. Так при записи последовател ности нулей или единиц входной инфор мации их записывают чередованием основной и вспомогательной группами преобразованной информации, например входная инфорМсЩия 00000 записывается как 01 00 01 00 01, последовательность единиц входной информации 11111 записывается как 10 00 10 00 Если во входной информации встречается последовательность 01, что соответствует преобразованным основным группам 01 0 (этой случай нарушает основное требование преобразования) , то начинают исследовать предшествующую и последующую информацию и, применяя вспомогательную группу преобразованной информации 00, разбивают две единицы, идущие подряд. Рассматривая две группы преобразованной информации 01 10 и одну группу, следующую за ними, называемую запрещенной тройкой. При записи: запрещенной тройки анализируют предшествующую ей группу преобразованной информации и, применяя дополнительное преобразование с применением вспомогательной группы преобразованной информации 00, устраняют запрещенные комбинации. Если в предшествующей группе преобразованной информации было 01, то запрещенная тройка автоматически распадаетЬя, так как первая группа 01 тройки должна записаться по основному правилу как 00. Все возможные комбинации дополнительного преобразования запрещенной тройки показаны на фиг. 4. Из фиг. 4 видно, что предшествующая группа перед запрещённой тройкой может иметь два значения 00 и 10 и запрещенная тройка имеет два значения 01100 и . Группа 10 перед запрещенной тройкой ОПОЮ заменяется на 01. Ш1нимальное количество нулей между соседними единицами преобразованной информации определяется сочетанием 1001... или 010010.. и равно двум, что соответствует входной информации 10 и ОО, а максимальное .сочетанием 0100000001 и равно семи, что соответствует входной информации 10110. Другие сочетания групп преобразованной информации имеют количество нулей между единицами больше двух и меньше семи. Пример преобразования информации показан на фиг. 5, где а - входная информация; б - преобразованная информация (ocHOBittie группы); в - преобразованная информация дополнительное преобразование). Преобразованная информация в виде сигналов (фнг. 2.и) подается на вход счетного триггера, с выхода которого парофазные сигналы поступают на усилитель записи, т.е. ток записи формируется по способу без возвращения к нулю (4иг. 2 к}. Из диаграммы тока Т№о|у 2 Ж ёаписн видно, что соотношение Tm-in резко сократилось по сравнению с из- Tnr oiK , Ттсик. ВеСТНЫМ способом, у которого а. iy.°4t при сохранении информативности J оита на минимальный период тока записии окна детектирования 0,5 Т. При воспроизведении информации каждой единице соответствует одна поуволна сигнала (фиг.2.л). Сигнал еняет полярность при переходе от одой такой единицы к другой. Выделение нформации из сигнала может выполнятья различныьш способами. По пикам каждой полуволны сигнала оспроизведения формируются импульсы ипа фиг. 2 м. Так как пики всех полуолн сигнала воспроизведения находятя друг от друга на расстояниях, крат78ных , то импульсы (фиг. 2 м) поступают на вход синхронизации управляемо го генератора синхросерии, вырабатывающего синхросигналы с частотой 2 F (фиг. 2 н). Импульсы (фиг. 20), соответствующие единицам преобразованной информации, после стробирования посту пают в дешифратор. Для работы дешифратора используются серии сигналов (фиг. 2,к, р). В дешифраторе выполняется обратное преобразование воспроиз ведённых (фиг. 2 с) сигналов. Обратное преобразование воспроизведенной информации необходимо производить с учетом правил преобразования при записи информации (фиг. б). Чтобы однозначно детектировать любую группу из двух бит воспроизведенной информации, необходимо анализировать две предшествующие и три последующие группы. Это необходимо, чтобы определить входит или нет дешифрируемая группа в предшествующую или посл дующую запрещенную тройку, В зависимости от окружения этой группы слева и справа устанавливают ее значение в двоичном коде. Устройство, реализующее предлагаемый способ записи, состоит из блока синхронизации 1, преобразователя информации 2, счетного Д-триггера записи 3, усилителя записи 4, магнитной головки 5, носителя записи 6, усилителя во.спроизведения 7, формирователя импульсов 8, управляемого генератора синхроимпульсов 9, блока стробирования информации 10, счетного тригге ра 11, одновибратора 12 и /дешифратор информации 13. Применение предлагаемого способа записи позволяет резко сократить отTf a) что уменьшает фазовы ношение искажения при воспроизведении информ ции. В предлагаемом способе записл максимальное количество нулей между двумя единицами равно семи, а в про4готипе - 11, следовательно, улучшатся условия работы управляемого генератора, используемого при воспроизведении информации. В запоминающих устройства увеличивается емкость запоминающих устройств в 1,5 раза без увеличения физической плотности записи перепадов намагниченности магнитоносителя. Формула изобретения Способ записи цифровой информации на магнитный носитель, заключающийся в том, то перед записью производят логическую обработку входного информационного сигнала путем замены каждого его бита битом преобразованной информации с периодом, равным половине периода бита входного информационного сигнала,, после чего формируют ток записи без возвращения к нулю с изменением, его при каждой единице преобразованной информации, передавая при этом три бита входного йнформахщонного сигнала за наименьший период этого входного сигнала, отличающийся тем,что, с целью повьш1ения плотности записи и достоверности детектирования информации.при воспро-изведении, изменение направления тока записи осуществляют с наибольшим ийтервалом времени, равным четырем периодам бита входного информационного сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Рыжков В.А. и др. Внешние ЗУ на магнитном носителе. М,,Энергия 1978, с. 99. 2. George V. lacoby. А new lookahead code for incrised date density IEEE. Transactions on Magnetics,V. MAG-13, №5,; September, 197 (прототип) .

/ , /

О

/

ПЛЛЛЯЯЯЯШ1Ш1Г1ЛЛПЛЛП JlJlJTrLn-TLTLrLrLrL

п п п п п п

J4JVLrLrLriJ l n rLr Jl Jl JlJl Jl Jl n Jl ri nJlJLJUTLJLJLJLJbJLJППЛ П

t

J СГтаг

Л.

лтг1ллш1плплллллпллл. . п пп п

тл п Г111гт-Л г1л

f JlJLJLJLJLJl n n fLJL

П Л Л TLJl

С

/,0,0,/

4Т

Jjr

rt

(miff)

п п

Я

фаг. г

ВоспроизИеденмая ин ормацм б npeoSpasoffoffHOM Sude

WO/ OfOO

0/0000

OWOOOOO

WOO

/00000

MgjopftatfM /OKfffe deuivq ipamopa

10

00

OfO

/Off

//

0/f

Фг/г.б Разреш jomfft/ ttntp. но дЛУ/там уг Socnfl д&/5ор