Устройство для записи и воспроизведения сигналов цифровой информации

9) (И) СОКИ СОВЕТСНИХОСЦВЭЮаесиикРЕСПУБЛИК 611 В 509 ф гЗ 14 ФЯЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ ":;.:.,СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСНО чеизае- ницу Вн х ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Пензенское ордена Ленина и орде-.на Отечественной войны 1 степени производственное объединение фЗаря 1.(56) 1. РыжковВ.А. и др. ешниеЗУ на магнитном носителе. М.,фЗнергия, 1978.2. Патент США Р 3852687,кл. 382-11, 1976 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ИВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОЙИНФОРМАЦИИ, содержащее в канале записи генератор тактовых импульсов,подключенный ко входу синхронизации,, буферный регистр, блок преобразования кода и последовательно соединен"ные блок записи и головку записи,а в канале воспроизведения - последовательно соединенные головку воспроизведения, блок воспроизведениягенератор тактовых импульсов с фазовой автоподстройкой частоты и блоксинхронизации, а также блок преобразования кода и буферный регистр,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения плотности записии упрощения устройства, в каналезаписи блок преобразования кодавыполнен из регистра сдвига с информационным входом, входом синхронизаф.ции, входом установки в единицушестого разряда, входами установкив нуль шестого, пятого, третьегои второго разрядов, элемента НЕ, треэлементов ИЛИ и пяти элементов И, ав канале воспроизведения преобразователь кода выполнен из регистрасдвига с информационньм входом, входомсинхронизации и входами установки в единицу шестого, четвертогои третьего разрядов, первый и второйэлементы И, при этом в канале записипервый, второй, третий и четвертый выходы блока синхронизации подклю ны соответственно к входу синхрон ции буферного регистра и через эл мент .НЕ - к входу установки в еди шестого разряда регистра сдвига, к второму входу блока записи, первому входу первого элемента И, к входу занесения буферного регистра, выход первого разряда которого соединен с информационным входом регистра сдвига, подключенного выходом первого разряда к первому входу блока записи ) и через первый и второй элементы ИЛИ - к второму входу второго элемента И и одному из входов пятого элемента И соответственно, выход второго разряда регистра сдвига соединен с тре- ффе тьим входом первого элемента И, вто.рой вход которого подключен к другом ,входу первого элемента ИЛИ и через последовательно соединенные четвецты элемент И и третий элемент ИЛИ - вхоцу установки в нуль второго разря-Я :да регистра сдвига, выходы третьего ,и четвертого разрядов которого подключены к второму и первому входам второго.элемента.И, подключенного третьим входом к выходу первого элемента И и другому входу четвеРтого элементаИ, инверсный выход пяМсгозярда регистра сдвига соединен через третий элемент И с его входом установки1 в нуль третьего разряда, выход шес; того разряда - с другим входом второ. го элемента ИЛИ, выход второго эле мента И подключен к вхоцам установки в нуль четвертого, пятого и шестого разрядов регистра сдвига и другим входам третьего и пятого элементов И, а выход последнего соединен с другим входом третьего элемента ИЛИ, в канале воспроизведения информациенный вход регистра сдвига подключен к выходу блока воспроизведения, его :вход синхронизации .- к первому выходу блока синхронизации, входы установки в единкцу третьего и четвертого103733 б разрядов регистра сдвига соединеныс выходом второго элемента И и черезпервый элемент И - с входом установки в единицу шестого разряда, информационным входом буферного регистраи прямым выходом первого разрядарегистра сдвига, прямой выход третьего разряда котрого подключен кдругому входу первого элемента И,Изобретение относится к вычислиФ тельной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах на магнитных лентах, дисках и бараба нах. 5Известен ряд способов записи ииформации на магнитный носитель,и реализующих способы устройств записи и воспроизведения, например способы записи без возвращения к нулю (БВНМ), фазовой модуляции (ФМ) и модулированной фазовой модуляции (МФМ)Однако известные способы и реализующие их устройства записи и воспроизведения позволяют передать в одном, периоде максимальной частоты сигнала записи не более 2 бит информации, что является их общим недостатком и препятствует дальнейшнему совершенствованию внешних запоминающих 20 устройств с подвижным носителем. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является р 5 устройство, содержащее в канале записи соединенные определенным образом, буферный восьмиразрядный регистр, генератор тактовых импульсов, блоксинхронизации, который вырабатывает последовательность из 13 импульсов для осуществления преобразования 8 бит инфоомации.в 13 кодовых сигналов, преобразователь кода, формирующий укаэанную 13-символьную последователь ность из 8-разрядного информационного слова, преобразователь параллельного кода в последовательный, обеспечивающий последовательную выдачу символов кода в блок записи, головку записи и носитель, а в канале воспроизведе ния - носитель записи, головкувоспроизведения, блок вбспроизведенияр выполняющий преобразование воспроизведенного аналогового сигнала в пос ледовательность кодовых символов пу тем пикового детектирования сигнала воспроизведения, генератор тактовых импульсов с фаэовой автоподстройкой частоты, блок синхронизации, формиру а его инверсные выходы четвертого,пятого и шестого разрядов - к третьему, второму и первому входам первого элемента И, четвертый вход которого соединен со вторым выходомблока синхронизации, подключенноготретьим выходом к входу синхронизации буферного регистра,ющий также как и блок синхронизациив канале записи последовательностьиэ 13 импульсов на своих выходахдля уйравления процессом восстановления 8 бит информация из 13-разрядногокодового слова, распределитель импульсов, который каждый очереднойсимвол кодовой последовательности,поступающий с блока воспроизведения,подает на вход преобразователя кода.Значения формируемых последовательнопреобразователем разрядов информациизапоминаются в восьмиразрядном буферном регистре, а затем из него выдаются параллельным кодом,В этом устройстве каждые 8 битинформации записываются в виде 13символов кодовой последовательностимодифицированным способом без возвращения к нулю (БВНМ) за 13 тактов частоты тактового генератора. Минимальныйийтервал между изменениями йолярнос;ти тока записи составляет 2 Т, максимальный - 8 Т 23,Недостаток известного устройствазаключается в его сложности, а такжев том, что оно формируют семичастотный сигнал, используя только до 6его предельной информационной емкости.Цель изобретения - повышение плотности записи и упрощение устройства,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для записи и воспроизведения сигналов цифровой информации, содержащем в канале записи генератор тактовых импульсов, одключенный к входу блока синхронизации, буферный регистр, блок преобразования кода и последовательно соединенные блок записи и головку записи, а в канале воспроизведения последовательно соединенные головку воспроизведения, блок воспроизведения, генератор тактовых импульсов с фаэовой автоподстройкой частоты и блок синхронизации, а также блок преобразования кода и буферный регистр в канале записи блок преобразования кода выполнен иэ регистрасдвига с информационным входом, вхо , регистра сдвига, прямой выход третьедом синхронизации, входом установки. го разряда которого подключен к в единицу шестого разряда, входами другому входу первого элемента И, а установки в нуль шестого, пятого, го инверсные выходы четвертогр пятретьего и второго разрядов, элемен- того и шестого разрядов - к третьему та НЕ тфа НЕ, трех элементов ИЛИ и пяти 5 второму и первому. входам первого эле-. элементов И, а в канале воспроизве- мента И, четвертый вход которого соедения преобразователь кода выполнен динен с вторьивыходом блока синхроиз регистра сдвига с информационнымнизации, подключенного третьим выховходом, входом синхронизации и входа- дом к входу синхронизации буферного ми установки в единицу шестого, чет- Ю регистра.вертого и третьего разрядов, первый и На фиг.1 приведена схема предлагаеи второй элемент И, при этом в канале мого устройства записи; на фиг.2 записи первый, второй, третий и чет- правила преобразования информационвертый выходы блока .синхронизации ной последовательности в кодовую при подключены соответственно к входу 15 записи и обратного преобразования синхронизации буферного регистра и при воспроизведении информации; на через элемент НЕ к входу установки фиг.3 - временная диаграмма записи в единицу шестого разряда регистра информации; на фиг4 - временные сдвига, второму входу блока записи, диаграммы сигналов, формируемых бло- первому входу, первого элемента И, 2 О ком синхронизации в канале записи 1 входу занесения буферного регистра, на фиг.5 - схема предлагаемого уствыход первого разряда которого сое- ройства воспроизведения; на фиг.6 динен с информационным входом регист- временные диаграммы сигналов, формира сдвига, подключенного выходом руемых блоком синхронизации устпервого разряда к первому входу ройства воспроизведения.зап си и через первый и второй Устройство записи (фиг.1) содержит25элементы ИЛИ к второму входу второго буферный регистр 1, выполненный в элемента И и одному из входов пятого виде 8-разрядного регистра сдвига, элемента И соответственно, выход . генератор 2 тактовых импульсов, блок второго разряда регистра сдвига сое синхронизации, вырабатывающий на динен с т етьи вретьим входом первого эле 30своих четырех выходах последователь- мента И, второй вход которого под-, ность сигналов (Фиг.4), элемент НЕ ключен к:,другому входу первого эле, регистр 5 сдвига первый 6 и м ента ИЛИ и через последовательно второй 7 элементы ИЛИ первый 8Ф соеУ Ф оединенные четвертый элемент И и второй 9, третий 10, четвертый 11 третий элемент .ИЛИ к входу установки 35 и пятый 12 элементы И, третий элев нуль второго Разряда(регистра сдви- мент ИЛИ 13, блок 14 записи, головга, выходы третьего и четвертого раз. ку 15 записи и носитель 16, Регистр рядов которого подключены к второму 5 сдвига и элементы 4 и 6-13 соедии первому входам. второго элемента иены определенным образом и образу- И подключенного третьим входом к 49 ют блок 17 преобразования кода. ,выходу первого элемента И и другому На фиг.3 показан пример преобравходу четвертого элемента И, инверс- зования информационной последовательный выход пятого разряда регистра ности(О)в кодовую Ю выполняемого сдвига соединен через третий элемент блоком 17 преобразования кода, реали- И с его вхо омо входом установки в нуль зующим данные правила, и сигнал запитретьего разряда, выход шестого - си (4), формируемый блоком 14 записи разряда - с другим входом второго модифицированным способом без возвраэлемента ИЛИ, выход второго элемента щения к нулю из кодовой последователь- И подключен к входам установки в нуль ности.четвертого, пятого и шестого разря- Как видно из фиг.3, минимальный дов регистра сдвига и другим входам интервал между двумя изменениями по- третьего и пятого элементов И, а вы- лярности тока записи в предлагаемом ход последнего соединен с другим вхо устройстве, так же как и в известном дом третьего элемента ИЛИ, в канале составляет 2 Т, а максимальный - 8 Т. воспроизведения информационный вход Однако 8 бит информации предлагаемое регистра сдвига подключен к выходу 55 устройство преобразует в 12 символов блока воспроизведения, его вход кода и записывает за 12 тактов, т;е. синхронизации - к первому выходу обеспечивается увеличение плотности блока синхронизации, входы установки записи на 8,47. Блок преобразования в единицу третьего и четвертого раз кода предлагаемого устройства содеррядов регистра сдвига соединены с бО жит пять элементов И 8-12, три элевыходом второго элемента И и через мента ИЛИ 6, 7 и 13 и один элемент первый элемент И с входом установки НЕ 4, тогда как преобразователь кода в единицу шестого разряда, информа- известного устройства содержит 26 ционнымвходом буферного регистра элементов И, пять элементов ИЛИ и и прямым выходом первого разряда четыре элемента НЕ. В предлагаемомустройстве записи содержится 20триггеров (в их число входят триггеры регистра 5), в известном такжесодержится 20 триггеров, т.е. упро-щение устройства выражаетс в сократ.щении числа используемых элементов,И, ИЛИ и НЕ в 4 раза.Предлагаемое устройство воспроиэведения (фиг.5) состоит из носителя18 записи,головки 19 носпроиэведения 1блока 20 воспроизведения, генератора21 тактовых импульсов; блока .22синхронизации, блока 23 преобразованиякода и буферного регистра 24. Блокпреобразования кода содержит регистр25 сдвига и первый 26 и второй 27 15элементы И, ооединенные определеннымобразом.Предлагаемое устройство воспроизве-дения содержит 20 триггеров и дваэлемента И, а известное - .20 триггеров, четыре линии задержки, 10 элементов ИЛИ и 5 элементов И, т.е. впредлагаемом устройстве испольэуЕтсяв 8 раэ меньше логических элементов.Предлагаемое устройство записи 25и воспроизведения Функционирует следующим ббразом,Информация побайтно принимаетсяв буферный регистр 1 по сигналамсинхронизации приема, формируемымна четвертом выходе схемы синхронизации (фиг.б). По сигналам синхронизации сдвига (фиг.бб) формируемымна втором выходе схемы синхронизации,информация из буферного Регистра поразрядно переписывается в регистрсдвига преобразователя кода. Циклпреобразования длится три такта частоты тактового генератора 2 (фиг.бй).В течение каждого цикла в регистрсдвига принимается подача разряда 40информации: в первом и третьем тактахцикла. Во .втором такте происходитзанесение ф 1 ф н шестой разряд ре-гистра. И таким образом значения инФормационных разрядов .Разделяются 41 ф. В конце третьего такта каждого цикла преобразования с третьеговыхода схемы синхронизации поступает импульс, обеспечивающий коррекцию содержимого регистра сдвига преобразователя в соотнетствии с правилом кодирования, В процессе сдвига содержимого регистра сигналы кодовой последовательности поступают для записиl на вход схемы записи.В устройстве воспроизведения про" изводится восстановление информации иэ воспроизведенной кодовой последовательности в соответствии с правилами, приведенными на Фиг.2. Восстановление значений информационных разрядов производится блоком 23 преобразования кода, Преобразованная информация накапливается,"в буферном регистре 24 и побайтно выдается иэ устройства воспроизведения по сигналам, формируемьм яа четвертом выходе блока синхронизации (Фиг.б).В качестве базового объекта может быть использован серийно выпускаемый накопитель на магнитных дисках ЕС, в котором используются устройства записи и носпроизведенИя, реализующие трехчастотный способодифициронанной фазовой модуляции (МФМ). Сигнал записи, формируемыйэтими устройствами, переносит й одном перйоде максимальной частоты 2 бита информации и имеет окно детектирования + О,Я 5 Т, Сигнал записи, формируемый предлагаемым устройством записи, переносит в одном периоде максимальной частоты 2,67 бит, информации и имеет окно детектирования + 0,33 Т. Применение предлагаемых устройств в накопителе ЕСобеспечит при сохранении верности воспроизнедения увеличение плотности записи и, следовательно, емкости накопителя на 33,3. Таким образом, технико-эконо, Мическая эффективность предлагаемого устройства заключается в увеличении емкости накопителя на 33,3 по сравнению с известным только за счет за" мены серийных устройств записи и воспроизведения предлагаемым при неизмененных других узлах накопителя.