Устройство магнитной записи-воспроизведения цифровой информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН СПИ САНИ АВТОРСКОМУ С(21) 3 (22) 1 (46) 3 (72) А (53). 5 (56) 1 кл. 342кл, 34 385088/18-108.01.820.04;83. Вюл.А. Шуголь34.852.4(088.8)Патент СВЖ МО/146.3, опублПатент США В 3О/174 опублик ду блока уп второй выхо управляющи а нерестанопервого -инверсный 6 а ОСУДАРОТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 3609684,ик1971.641525,1975. (прототип 1(54)(57) 1, УстРОЙСТВО МАГНИтИОЙЗАПИСИ-ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ,.содержащее блоки кодирования и декодирования и преобразователи параллельного кода в последовательный и последовательного кода в.параллельный в каналахэайиси.и вос-.произведения соответственно, усилитель записи с подключенной к еговыходу магнитной головкой записи,Формирователь импульсов, вход которого подключен к магнитной головкевоспроизведения, входные и выходныеинформационные шины и блок управления записью, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения плотнос- .ти записи, в.него введены первыйи второй блоки. контроля старших раз-.рядов информационных слав, два блока перестановки информациойных слов,два преобразователя в двоична-инверсный код и блок управления воспроизведением, при этом шесть входныхинформационных шин соединены сшестью входами блока кодирования через первый блок контроля старшнх. разрядов информационных слов и первый блок перестановки информационных слов, семь выходов блока кодирования через первый преобразователь в двоична-инверсный код подклю-.чены к семи входам преобразователяпараллельного кода в последовательный, выход которого соединен с входомусилителя записи, контрольный выходпервого блока койтроля старших разрядов информационных слов подклю.ЯО, 1015426 А(5 В 6 11 В 5/02; 6 11 В 5/09 чен к вхо равления заппервый и ды которого единены с ми входами первого блок вки информацион" . ных слов и преобразователя . в двоична код соответственно, выход формирователя импульсов в канале воспроизведения подключен "ко входу преобразователя последовательного кода в параллельный, семь выходов которого соединены через второй блок контроля старших разрядов информационных слов и второй преобразователь в двоична-инверсный код с семью входами блока декодирования, шесть выходов которого соединены с шестью выходными инфарма-ционными шинами через второй блокперестановки информационных слов, причем. контрольный выход второго ;блока контроля старших разрядовинформационных слов подключен к входу блока управления воспроизве- Ф дением, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами второго блока перестановки информационных слов и второго преобрэователя в двоична-инверсный код соответственно.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я: тем, что первый блок контроля старших разрядов ин. формационных слов содержит шесть линий задержки и элемент 4 НЕ-И, при этом входная информационная шина каждого разряда подключена к соответствующему выходу блока контроля старших разрядов информационных. а слов через соответствующую линию за" ефф" держки, шина старшего разряда инфор-, мационного слова и выходы линий задержки трех старших разрядов соединены с соответствующими входами элемента 4 НЕ-И, выход которого является контрольнйм выходом блока.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второйблок контроля старших разрядов информационных слов содержит семь линий задержки и элемент 2 НЕ-И, при этом семь выходов преобразователя последовательного кода в параллельный подключены к входам линий задержки, входы линий задержки двух старших разрядов соединены с входами элемента 2 НЕ-И, выход которого является контрольным выходом блока.4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый блок перестановки информационных слов содержит шестиканальный запоИзобретение относится к приборотроению, а именно, к технике точной магнитной записи.Известны устройства однодорожечной магнитной записи-воспроизведе ния, в которых цифровая информация, поступающая на запись по М параллельным шинам, преобразуется в последовательные кодовые слова повышенной разрядности М (И 7 И), обес.0 печивающие самосинхронизацию при воспроизведении и устраняющие нежелательные для магнитной записи сочетания символов. В частности известно усройство, в котором двоичная ,информация, поступающая по трем параллельным шинам, преобразуется в четырехразрядные кодовые слова таким образом, чтобы в сигнале записи не встречалось более двух нулей подряд и, следовательно, исклю" чались наиболее вредные с точки ,зрения канала магнитной записи-воспроизведения длинные нулевые паузы 11,Недостатком указанного устрой ства является требование снижения на 25 допустимой плотности записи информации при сохранении постоянной плотности записи кодовых символов. 30Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором,цвоичная информация по четырем шинам поступает в блок кодирования с пятью выходами, соединенными с входами преобразователя параллельного кода в последовательный, выход которого, в свою очередь, через усилитель записи соединен с головкой записи. Блок кодирования преобразует 40 информацию таким образом, чтобы в сигнале записи не встречалось более двух нулей подряд. При воспроизведении с помощью формирователя импульсов преобразователя последовательноминающий элемент и коммутатор сшестью выходами, при этом пять входов запоминающего элемента, соответствующих пяти младшим разрядам информационного слова, соединены спятью входами коммутатора, шесть.других входов которого подключенысоответственно к шести выходам запоминающего элемента, отдельный вход - ,к шине с потенциалом логической "1",а управляющие входы запоминающегоэлемента и коммутатор соединены между собой и являются управляющимвходом блока. го кода в параллельный и блока декодирования осуществляется восстановление записанного сигнала, т.е. обратное преобразования 12Недостатком Известного устройства является снижение информационной плотности записи на 20, что связано с непосредственным соединением входных информационных шин через блок кодирования с входами преобразователя параллельного кода в последовательный, т.е. с учетом при пере- кодировке значений символов информации только в текущем слове.Повышению плотности записи при подобном построении записывающих и соответствующих воспроизводящихустройств препятствует резкий рост объема устройств кодирования-декодирования. В табл. 1 указаны .девять наименьших по размерам возможных кодирующих матриц и соответствующие величины относительной плотности В,где И - . плотность записи информации, й - плотность записи кодовых символов,Одновременно с объемом блоков кодирования-декодирования, как правило, быстро растет, и величина требуемой синхрочастоты, превышающая тактовую частоту в Е раз (где Г - наименьшее общее кратное И и й),При неограниченном усложнении блока кодирования с учетом условия записи не более двух нулей подряд можно в пределе получитьВ = 11 в - = 0,879Мпред иЦель изобретения - повышение плотности записи цифровой информации,Укаэанная цель достигается тем, что в УстроЯство магнитной эаписивоспроизведения цифровой информации, содержащее блоки кодирования и деко-дирования и преобразователи парал лельного: кода в последовательный и последовательного кода в параллельный в каналах записи и воспроизведения соответственно, усилитель записи с подключенной к его выходу магнитной головкой записи, Формирователь 0 импульсов, вход которого подключен к магнитной головке воспроизведения, входные и выходные информационные шины и блок управления записью, введены первый и второй блоки контроля 15 старших разрядов информационных слоев, дйа блока перестановки информационных слов, два преобразователя в двоично-инверсный код и блок уп" равления воспроизведением, при этом 20 шесть входных информационных шин соединены с шестью входами блока кодирования через первый блок контроля старших. разрядов информационных слов и первый блок перестановки информационных слов, семь выходов блока кодирования через первый преобразователь в двоично-инверсный код подклюЧены к семи входам преобразователя параллельного кода в последовательный, выход которого соединен с входом усилителя записи, контрольный выход первого блока контроля старших разрядов информационных слов подклю-. чей к входу блока управления записью, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами первого блока перестановки информацион- ных слой и первого преобразователя в двоично-инверсный код соответствен но, выход Формирователя импульсов 40 в.канале воспроизведения подключен к входу преобразователя последовательного кода в параллельный, семь выходов которого соединены через второй блок контроля старших разрядов 45 информационных слов и второй преобразователь в двоично-инверсный код с семью входами блока декодирования, шесть выходов которого соединены с шестью выходными информационными шинами через второй блок перестановки информационных слов, прячем контрольный выход второго блока контроля стар- ших разрядов информационных слов.подклкчен к входу блока управления воспроизведением, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами второго блока перестановки информационных слов и второго преобразователя в двоично-инверсный код соответственно, 60Первый блок контроля старших разрядов информационных слов содержит шесть линий задержки и элемент 4 НЕ-И, при этом входная информационная шина каждого разряда подключена к со ответствующему выходу блока контролястарших разрядов информационныхсловчерез соответствующую линию задержки,шина старшего разряда информационногослова и выходы линий задержки трехстарших разрядов соединены с соответствующими входами элемента 4 НЕ-И,выход которого является контрольнымвыходом блока.Второй блок контроля старших разрядов информационных слов содержитсемь линий задержки и элемент 2 НЕ-И,при том семь выходов преобразователя .последовательного кода в параллельный подключены к входам линийзадержки, входы линий задержки двухстарших разрядов соединены с входамиэлемента 2 НЕ-И, выход которого является контрольным выходом блока.Каждый блок перестановки информационных слов содержит шестиканальныйзапоминающий элемент и коммутаторс шестью выходами, при этом пятьвходов запоминающего элемента, соответствующих пяти кпадшим разрядам.информационного слова, соединеныс пятью входами коммутатора, шестьдругих входов которого подключенысоответственно к шести выходам запоминающего элемента, отдельный входк шине с потенциалом логической ф 1 ф,а управляющие входы запоминающегоэлемента и коммутатора соединены между собой и являются управляющим входом блока.На Фиг. 1 показана блок-схемапредлагаемого устройства записи-воспроизведения цифровой информации,на Фиг. 2 и 3 - примеры конкретноговыполнения блоков контроля старшихразрядов информационных слов, перестановки информационных слов и управ"ления.Устройство магнитной записи"воспроизведения содержит входные информационные шины 1-6, блок управления записью, первый блок 8 контролястарших разрядов информационных слов,первый блок 9 перестановки информационйых слов, блок 10 кодирования,первый преобразователь 11 в двоичноинверсный код,.преобразователь 12параллельного кода в последовательный, усилитель 13 записи, головку14 записи, головку 15 воспроизведения, формирователь 16 импульсов,блок 17 управления воспроизведением,преобразователь 18 последовательногокода в параллельный, второй блок 19.контроля старших разрядов информационных слов, второй преобразователь20 в двончно-инверсный код, блок 21декодирования, второй блок 22 перестановки информационных слов и выходные информационные шины 23-.28,В состав первого блока контроля"8 входят шесть линий 29-34 задержкии элемент 4 НЕ-И 35.Блок 7 управления записью содержит формирователи 36 и 37 импульсов.Первый блок 9 перестановки состоитиз шестиканального запоминающегоэлемента 38 и коммутатора 39 на дваположения и шесть направлений. Второй блок 19 контроля включает в себя элемент 2 НЕ-И 40 и семь линий задержки 41-47,Предлагаемое устройство работаетследующим образом. 10В режиме записи цифровая информация, поступающая одновременно нашесть шин 1-6, образует на каждомтакте одно из 64 возможных информационных слов А(1К с 64), Пройдя без искажений, но с задержкойна один такт первый блок 8 контроля,слово А поступает на первый блок9 перестановки, который сохраняетили изменяет порядок следования внут ри пары соседних слов по правилу:.А А , (нет управляющего сигкмк 1+ н а)А ., А: (есть управляющий25Выходы первого блока 9 перестанов" ки подключены к входам блока 10 кодирования, осуществляющегб однозначное преобразование шестиразрядных информационных слов Ак в сеьщразрядные кодовые слова В согласно кодовой табл. 2. С выходов блока кодирования 10 кодовые слова поступают в первый преобразователь 11 в двоично-инверсный код, который сохраняет или изменяет порядок старшинства разрядов.в слове В на обратный, т.екодовое слово на выходе первого преобразователя 11 равно40В - нет управляющего сигналаК В - есть управляющий сигналкВ преобразователе 12 параллельного кода в последовательный слова 45 преобразуются в последовательный сигнал, который, пройдя усилитель записи 13, записывается на магнитный носитель головкой 14 записи извест.ным способом, т.е. без возвращения к 50 нулю модифицированным (БВНМ).Из табл. 2 следует, что первые 56 кодовых слов В (1К,;56) полностью пригодны для запйси с учетом условия не более двух нулей подряд, так как они содержат не более двух нулей внутри и не более одного нуля на краю кодового слова. В этомслучае информационное слово Аи кодовое слово В проходят соответственно через первый блок 9 переста 60 новки и первый преобразователь 11 в двоично-инверсный код без искаже" ний (табл. 3, верхняя строка).Оставшиеся восемь кодовых слов Ви 1(57КК,64),: имеющие в днух . 65 младших разРядах нули, также пригодны для записи с учетом условия следования не более двух нулей подряд, если следующее кодовое слово начинается с "1", Это обязательно имеет место для Вк,., 1 К 32. В этом случае первый блок перестановки 9 и первый преобразователь 11 в двоично-инверсный код также пропускают сигналы без изменений (табл. 3, средняя строка).Наконец, в случае 57К 64 и 33К;+ % 64, когда условие записи не более двух нулей подряд может быть нарушено, на магнитный носитель записывается словосочетание ВКВц , прочитанное в обратном порядке (справа налево или от младшего разряда к старшему). Для этого первый блок 8 контроля старших разрядов информационных слов проверяет условия57. К - 64, что эквивалентнонулям в трех старшихрядах слова А и. 33К64, что эквивалентно1+4нулю в старшем разряде слова Ак+ и в случае выполнения этих условий выдает разрешающий сигнал в блок 7 управления записью. В первом блоке 8 контроля информационные сигналы поступают по шинам 1-6 на шесть однотактных линий 29-34 задержки. Схема 4 НЕ-И 35 имеет на выходе состояние "1" при выполнении вышеуказанных условий.Блок 7 управления по получении разрешающего сигнала формирует управляющие сигналы длительностью в один такт для работы первого блока 9 перестановки и длительностью в два такта для работы первого преобразователя 11 в двоично-инверсный код, Управляющие сигналы вырабатываются соответственно Формирователями импульсов 37 и 36 (фиг, 2).Первый блок 9 перестановки по получении управляющего сигнала уменьшает порядковыйнОмер слова АК на 32, т.е. устанавливает принудйтельное значение старшего разряда в этом слове 11", обеспечивая тем самым условие стыковки с предыдущим словом после перекодировки, и меняет порядок следования слов в паре. Первый блок 9 перестановки (фиг, 2) включает в себя шестиканальный запоминающий элемент 38 и коммутатор 39 на два положения и шесть направлений, При отсутствии управляющегосигнала словаАк. Ак 1+в естественном порядке проходят через запоминающий элемент 38 и коммутатор 39 на выход блока перестановки. При подаче управляющего сигнала коммутатор 39 пропускает в течение2 Относительная фазовая манипуляция Ою 5 Ок 66760,750 12 Работа 113 2 3 3 4 4 5 9 11 10 . 12 0,800 20 Работа Г 23 0,818 99 60 0 ф 833 Оф 846 143 13 0850 340 20 17 0,857 126 18 одного такта семь нижних сигналов (слово Ак,+л ), причем запись в это время в запоминающий элемент 38 не производится и он продолжает хранить на своих выходах предыдущеее слово Ак . Таким образом происходит перестановкаАК , А,= )"к АкнлъПервый.преобразователь 11 в двоично-инверсный код по получении управляющего сигнала меняет порядок старшинства разрядов во входном слове на обратный, осуществляется чтение справа налево (табл. 3, нижняя строка). 15Работа устройства в режиме записи,Если последовательность состоит из записываемых слов Ак с номерами К =1, 57, 10, 57,42. . . то последовательность кодовых слов С ., 20 поступающая на усилитель записи, принимает вид1111110 1100100 1110010 0100111 0010011В режиме воспроизведения происхо дит обратное преобразование. Сигнал головки 15 воспроизведения преобразуется в кодовую последовательность в Формирователе 16 импульсов и затем в параллельные коды слова Ск на выходе преобразователя 18. Выходы преобразователя 18 подключены к входам"второго блока 19 контроля, предназначенного для обнаружения имевших место при записи перестановки и коммутации кодовых слов,. Выходы второго блока контроля 19 подключены к вхо- дам блока 21 декодирования через второй преобразователь 20 в двоичноинверсный код, а выходы блока декодирования соединены с выходными инфор мационными шинами 23-28 через второйблок 22 перестановки. Режим работы преобразователя 20 и второго блока 22 перестановки задает блок 17 управления воспроизведением, который получает, в:свою очередь, разрешающий сигнал от второго блока 19 контроля старших разрядов информационных слов.Блок 17 управления воспроизведе- нием, второй преобразователь 20 в двоично-инверсный код и второй блок .22 перестановки полностью идентичны соотэетствующим блокам 7,. 11 и 9, Блок .21 декодирования имеет кодовую таблицу, обратную табл. 2.Имевшие место перестановка. и коммутация внутри пары кодовых слов обнаруживаются вторым блоком 19 контроля старших разрядов, поскольку.элемент 2 НЕ-И 40 вырабатывает контрольный сигнал при наличии двух ф 0" одновременно на входах линий .41 и 42 задержки, соответствующих старшим разрядам информационного- слова.Предлагаемое устройство позволяет увеличить плотность записи цифровой информации на магнитный носитель по сравнению с прототипом на лф Я, так как реализует величину й а 0,857 (или 97,5 предельного значения) при приемлемом усложнении блока кодирования (И щ б, й " 7, сравнить с табл. 1).Достижение такой плотности записи ,с помощью известных устройств прямого взаимооднозначного преобразования информационных и кодовых слов потребовало бы увеличения объема кодирующих-декодирующих устройств в девять раз (размер матриц 18 х 21 вместо бх 7) и повышения синхрочастоты в три раза (см. табл. 1).1015426ИИПИ Заказ 3223/4раж 594 Подписное илкал ППП "Патент"