Способ магнитной записи цифровой информации

 

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 дипульса 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5,)5 с 11 в 5/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4834383/10 (22) 04.06.90

t (46) 15.03 92. Бюл. Р 10 (71) Воронежский государственный университет им.Ленинского комсомола (72) Л.Б.Аржеухов (53) 681.846(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1312638, кл. С 11В 5/09, 1987.

Авторское свидетельство СССР

Й 1578750, кл: G 11 B 5/09, 1989. (54) СПОСОБ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к технике цифровой магнитной записи и может использоваться в разнообразных на копителях цифровых данных с повышенной плотностью записи. Цель изобреИзобретение 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» IlpM котором Вход ную информационную последовательность двоичных сигналов разделяют на четырехразрядные кодовые группы, осуществляют общее контрольное суммиро-. вание значений всех разрядов каждой. кодовой группы, производят поразрядное контрольное суммирование по моду-. лю два одноименных разрядов заданно„„SU„„1720089 А 3.тения повышение плотности записи.

Способ основан на формировании дипульса тока записи, параметры которого устанавливают в соответствии с . прямым илиобратным кодом байта данных, бита поразрядного контрольного сум( 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. го 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.

1720089

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 интер- 10 вал, по длительности не меньшей максимальной длительности групповых сбоев, формируют сигналы записи в виде дипульсов тока, при этом длительность каждого импульса дипульса устанавли- 15 вают в соответствии со значениями определенных разрядов байта.

Однако при использовании этого способа плотность записи информации оказывается недостаточной из-за невы-20 сокой 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.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу 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, отстоящих друг от друга и от других связанных с ними восьми байтов на интервал, по длительйости не меньший мак40 симальной длительности групповых сбоев, формируют сигналы записи в виде дипульсов тока, при этом длительность каждого импульса дипульса устанавливают в соответствии со значениями определенных разрядов байта, перед записью байта производят контрольное суммирование по модулю четы" ре значений всех его разрядов и дополнительного 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 одиннадцатиразрядных групп в прямом коде, определяют значения длительности сигнала 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 в. соответствии cD значениями других че" тырех разрядов прямого или обратного кода байта. !

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

4 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 14 воспроизведения, блок 15 дешифрации сигналов воспроизведения, Формиро" ватель 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 уп-. равляющие входы этих блоков, а также управляющие входы блока 3. общего суммирования, регистра 4 группы, 10

S 172 сумматора 5 прямого кода, сумматора

6 обратного кода, блока 7 сравнения, ! блока 8 ключевых схем и формирователя 9 дипульсов - к соответствующим выходам генератора 12 тактовых импульсов записи. Выход блока 1 задержки байтов соединен с входами блока 2 поразрядного суммирования и регистра 4 группы, к другим входам 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 4 соеди-нен с входом сумматора 5 прямого кода и одним из входов блока 8 ключевых схем, а выход обратного кода регистра.4 - 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 выходом устройства "На запись". Блок

11 управления связан с управляющими шинами "Запись" и "Чтение", к пер вой из которых подключен вход генератора 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 4 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 устройства подключена к входу блока 14 воспроизведения, один выход которого подключен к входу формирователя 13 тактовых импульсов. воспроизведения, а другой -, к информационному входу блока 15 дешифрации сигналов воспроизведения, к которому подключены входы формирователей 16;

19, выходами подключенных к соответствующим входам блока 21 задержки и. контроля выхолной последовательности, 0089

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

На фиг.2 а показана последовательность восьмиразрядных. кодовых группбайтов входной информационной последовательности двоичных сигналов, подлежащих записи на носитель байты сгруппированы по восемь и для удобства описания пронумерованы, а связанные байты одной группы соединены линией, б - поразрядные контрольные

20 суммы по модулю два одноименных разрядов связанной группы из восьми байтов, отстоящих друг от друга и от других связанных с ними байтов другой группы на интервал, по длитель25 ности 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 груп"

l ° повых сбоев), B — контрольные суммы по модулю четыре значений всех разрядов каждого байта и дополнительного к каждому из них соответствующего бита поразрядного контрольного суммирования по модулю два, гпризнаки записи кодовых групп в пря40 мом P-,„ (Ò„ (Т„ ) = 0 или обратпоследовательность дипульсов тока записи, .е - последовательность сигналов воспроизведения (штриховкой отмечен сигнал дипульса, пораженного сбоями при воспроизведении), ж - сиг", налы признаков записи кодовой груПпы в прямом или обратном коде, сфор" мированнь|е в зависимости от полярности сигналов воспроизведения дипульсов.(для пораженного сбоем ди,пульса признак не дешифрируется), э - информационная последовательность двоичных сигналов байтов, дешифрованных иэ сигналов воспроизведения (третий дипульс, пораженный сбоями, не дешифрируется), и - сиг" калы поразрядных контрольных сумм, дешифрованных из сигналов воспроМЗП. ИМП. 4 ИНТ, . ИМП.Я

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

+ абзац

15 Где им„< - длительность первого импульса tимп.1 = л

=k,;Ь

k) = Оэ1 ° гэ ° ° °,15;

Ф вЂ” минимально допустимое

20 расстояние между двумя . соседними разнополярными перепадами, при ко- . тором взаимное влияние перепадов по фазовому

25 сдвигу несущественно, h

Ь - единичное приращение длительности, d i = ГО, 05-0.1) i

t ðl- — длительность интервала между импульсами Еии1 л

1 = Ог,...,8;

t и мп.,г длительность второго импульса дипульса

35 л

ИМП.г " )

При записи входную информационную последовательность двоичных сигналов, разделенных на восьмиразрядные ко1 довые группы - байты (Фиг. 2а), подают с входа устройства на входы блока 1 задержки байтов и блока 2 поразрядного суммирования. Задержку осуществляют на время t р=

= (т>а (I, III, V, VII, IX, XIII, ХЧ) байт + Ty „(II, IV, VI., VIII, Х, XII, XIV, XVI) байт1 k

= 16Тзап = 8 сп макс, где T»„период записи байта, .сз ма„с — максимальная .длительность груйповых .сбоев, принятая равной tcb = 2T3Q6 маке

k — коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от кратности корректируемых данной .системой . контроля сбоев и равйа 1с = 1, что позволяет в этом случае исправлять в матрице яз восьми байтов одну строку (т.е. по одному разряду в каждом столбце). Следовательно, величина задержки в данном примере составляет

16 периодов записи дипульсов. В бло- 45 ке 2 определяют поразрядные контрольные суммы по модулю два одноименных, разрядов связанной группы из восьми байтов (Фиг.2б) а в блоке 3 - конт° рольные суммы по модулю 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 4 для промежуточного хранения одиннадцатиразрядной суммы и образования прямого и

- длительность защитного интервала между последним перепадом одного дипульса и первым перепадом следующего дипульл

"ъаы,, мии

Отсюда минимальная длительность сигнала записи группы в прямом и обратном кодах

A n n+ ъап,мии (" + k мии Ь") + k2мии Ь" +

+ (" + 1е мик " + "

Максимальная длительность сигнала группы в прямом коде

Т апм (ль+ 15Ьi ) + 8Ь +

5S

+(+ 15ьс ) + = Зс + 38Ье, Средняя длительность сигнала группы в прямом коде

1720089 в изведения; к - сигналы контрольных обратного параллельного кодов группы, сумм.по модулю четыре кодовых групп, поступающих соответственно на сумсформированные из сигналов воспро- маторы 5 и 6 прямого и обратного коизведения, л - задержанная выходная 5 дов, с помощью которых определяютинформационная последовательность длительности сигнала записи группы в байтов (на чертеже задержка не по- прямом T „„> и Обратном Tsndd.пь ко казана) с восстановленным байтом íà Аах следующим образом. Длительность месте группового сбоя - третьего ди- сигнала записи t®а„группы - дипульса (восста новленный байт обве.- 10 пульса: ден линией) .

1720089

ЪаП ср

З + З ъаа бич Т а макс

+ Т

+ 386ь

Л + 1gb 5

Устанавливают величину тактового периода записи сигналов Т а равной полусумме Т а„д ц„и Т ап >« прямом коде, т,е. равной Таде

Поскольку в длительность сигнала записи группы и в прямом и в обратном коде входит постоянная величина

3 <, то в сумматорах 5 и 6 производят подсчет только переменной соста.вляющей длительности, изменяющейсвя в пределах (0-38) bi . Так как

6с также является постоянной величиной, то подсчет и сравнение длительностей сигнала записи группы в прямом и обратном кодах осуществляют в числах Ь1; . Например, для кодовой группы 11110110000 (младшие разряды 25 в подгруппах справа) число n„> для прямого кода равно пар = 1111 +

+ (011 + 001) + 0000 = 10011, т.е.

0Тп = 19 б, а число и 6 для оби ратного кода этой же группы равно 30

Q 06p 0000 +(100 + 001) + )111

10100, т.е. h Tsp = 20 hc

Вычисленные в сумматорах 5 и 6 характеристики длительности:сиГнала записи текущей группы >rrp »osp поступают в блок 7 сравенния, вырабатывающий на выходе признаки прямого и обратного Рьад (Та р Та ) = 0, Рь „(Т,, Т„р) = 1 (фиг . 2Г) кодов исйользуемые в блоке 8 ключевых 40 схем для пропускания в формирователь

9 дипульсов соответственно либо прямого, либо обратного кода группы, а в формирователе 9. для установления

Ф 45 либо одной (положительной, так как ТО Ь Т„ ), либо.противоположной полярности дипульса (фиг.2д).

Формируют (фиг.2д) первый импульс дипульса по началу периода записи 50

Т ап и с одним из шестнадцати значений длительности в соответствии со значениями, например, первых четырех разрядов прямого или обратного кода байта согласно табл.1. 55

Формируют интервалы между импульсами дипульса по длительности меньшими минимальной длительности импульсов, чтобы обеспечить физическое отличие дипульса как целостного сигнала при воспроизведения, и с одним из семи значений длительности в зависимости от ненулевых значений трех контрольных битов прямого или обратного кода группы согласно табл.2.

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

Сформированные по указанным правилам дипульсы (фиг.2д) . подают на вход блока 10 записи, с помощью ко, торого их записывают на носитель магнитной записи таким образом, чтобы первый перепад дипульса точно соответствовал началу периода записи.

Воспроизведенную с носителя магнитной записи последовательность импульсов (Фиг.2е) усиливают в блоке

14 воспроизведения и подают на формирователь 13 тактовых импульсов вос- . произведения и в блок 15 дешифрации сигналов воспроизведения, где из этих сигналов Формируют признаки за" писи гРУпп в обРатном коде Р а„ (Т э <

< 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 контрольных 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- нака искаженного дипульса, не под1720089 лежащего дешифрации (отмечен пропусками на фиг. 2ж,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 иэ сигнала воспроизведения дипульса кодовой группы, контроль правильности дешифрации сигналов по соответствию дешифрованных и фактиче- ских контрольных сумм по модулю четыре байтов и битов поразрядных контрольных сумм связанных групп 20 байтов, а также коррекцию байтов по сигналам несоответствия и признакам искажения путем поразрядного сложения по модулю два битов семи неискаженных байтов группы, в которую вхо- 25 дит искаженный или неправильно дешифрованный байт, и битов поразрядных контрольных, сумм одноименных разрядов этой же. группы, дешифрованных по сигналам воспроизведения другой 30 группы иэ восьми байтов, связанной аналогичным образом с первой груп" пой байтов.

Например, значения битов искаженного III байта (фиг.2е) определяют путем поразрядного сложения по модулю два битов I, Ч, VII,.IX, XI XIII и XV неискаженных байтов, составляющих с искаженным III байтом. единую 40 группу (фиг.2а), и битов поразрядных контрольных сумм, дешифрованных из. воспроизведенных сигналов II IV, VI, ЧХХ?, X, XII XIV u XVI дипульсов. В результате на выходе блока 21 45 фоомируют 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 Р ап определяется как. отношение информативно55 сти дипульса Ipp„ ê его максимальной протяженности, т.е. периоду записи дипульса Т д„ .

Эип

9ап

>АКОП

Согласно способу Т „„ = 11

Т „= 3<. + 196< .

Полагая ЬС = 0,1а и Ьа»

= 0,05ь, получают следующие значения плотности записи:

Р (9 ) = "-у " — — -л = 4,9

Ъ п 3(, + 1,9i

2,24 бит/с„

1 16ИГ

3,95

Бят

P (6(. ) — ----- — --- = що 3 + 0,95"

= 2,84 бит/+

В прототипе Т ип.пьот = 10 бит, Т п. т = 4 + 17 Р

Полагая также = 0,1 и л » л л» л

6 0,05 i, получают следующие плотности записи:

10 вот 10щит

P л ) мп.прот 4< + 1,7 5,7Ф„

= l,75 бит/с, 10,„, 10 зяб

P (л » ) чв,я от 4с + 0,851 4 85ь

= 2,06 бит/

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

Ф о р м у л. а и э о б р е т е н и я

Способ магнитной записи цифровой информации, при котором входную информационную последовательность двоичных сигналов разделяют на восьмираэрядные кодовые группы - байты, производят разрядное контрольное суммирование по модулю два одноимен1 ных разрядов восьми байтов, отстоящих друг от друга и от других связанных с ними восьми байтов на интервал, flo длительности не меньший максимальной длительности групповых сбоев, формируют сигналы записи кодовых групп в виде дипульсов тока, при этом длительность каждого импульса

172008

Таблица 1

1110 1111

Код 1-й подгруппы

0000

0001

0010 ь+ 2ht л

6+а ф+ 14дС ф+ 15ф

Табл и ца 2

Код контрольной подгруппы

001 010

011 .... 111

Ы 3ht

8Ьь

4ьФ

ЮИт

Та бли ца 3

1И1

" Д ™ 0М ООО1 0010 0011 подгруппы

1110

Ф л<, + 14 л ф+ 15> е еее + 3h

A+ 2аль еИМ6ея дипульса устанавливают в соответствии со значениями определенных разрядовбайта, отли чающийся тем, что, с целью повышения плотности эа счет увеличения информативности сигнала записи, перед записью байта производят контрольное суммирование по модулю четыре значений всех его разрядов и дополнительно к нему со-. ответствующего бита поразрядного контрольного суммирования по модулю два, устанавливают величину тактового периода записи сигналов, равной полусумме минимального и максимального возможных значений длительности сигналов записи одиннадцатиразрядных групп в прямом коде, определяют значение длительности сигнала записи каждой одиннадцатиразрядной группы в прямом и обратном кодах и устанавливают lloflRpHocTb дипульса в зависимости от того прямого или обратного кода, при котором длительность дипульса-наименьшая, 5 первый импульс дипульса формируют по началу периода записи и с одним из шестнадцати значений длительности в соответствии со значениями первых четырех разрядов прямого или .обратного кода байта, интервал меж" ду импульсами дипульса формируют по величине меньшим минимальной длительности импульсов и с одним из семи значений длительноСти в зависимости от ненулевых значений трех контрольных битов прямого или o6" ратного кода группы; второй импульс дипульса формируют с одним .. риз шестнадцати значений длительноZ0 сти в соответствии со значениями других четырех. разрядов прямого или обратного кода байта.

1720089

С носителя

1720089

Ъ

С

Ъ

Ю

4 ч

Ъ, 1

4 ь

1

l

I

I

I

1

1 °

1 °

1 °

1 ° %

Ъ л, !

«Ъ«

f 1

« .О t

Ф

11 Ц

«ф

И, Й. %

«1

1 1

«Ъ ч и

1 1 ч »

1 1

»»

t » t

Ь««

4

4 ь ч ч ч ч (h ч

М

Редактор Л. Пчолинская

С.Шекмар

Корректор

Тираж

Заказ 773

Подписное комитета по.изобретениям и открьгтиям при

Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", г. b

Ъ

Ъ Ь ч Ь Ъ

Ь

1 «

Ъ«1 ф г

1 Ч

1 1« --1

%Ъ

tt ф l

«Ъ

I» к Н л 1

» фф

»

Ъ ф1

f »

1»»

1 » 1

«ф

К«

% Ь

«1 ъ

1 » м

Ич ц% с

f ». f

1фч

«с ъ.

Ц

II N ф 1

3ч ъ

Составитель Л«Аржеухов

1.ехред g. Кравчук

Ужгород, ул. Гагарина, 101