Способ магнитной записи цифровой информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОРИА ЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 20089 А 80)5 С 11 в 5 ИЗОБРЕТЕНДЕТЕЛЬСТВУ ОП АВТОРСКОМ ный со 4 Р ОО й рмациондах,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯПРИ П(НТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР й 1312638, кл. С 11 В 5/09, 1987.Авторское свидетельство СССР й 1578750, кл: С 11 В 5/09, 1989. (54) СПОСОБ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ЦИФРОВОй ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к технике цифровой магнитной записи и может использоваться в разнообразных накопителях цифровых данных с повышенной плотностью записи, Цель изобре" Изобретение 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, при котором входную 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 модулю два одноименных разрядов заданно.тения - повышение плотности записи. Способ основан на формировании дипульса тока записи, параметры которо. го 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 токапри этом длительность каждого импульса устанавливают в соответствии со значениями определенных разрядов групп.Однако при использовании такого способа плотность записи цийрово информации оказывается низкой, так как каждый дипульс несет в себе информацию лишь о четырех инфо ных и двух контрольных разряНаиболее близким к предлагаемомуявляется способ магнитной записи цифровой информации, при котором входнуюинформационную последовательностьдвоичных сигналов разделяют на восьмиразрядные кодовые группы - байты,производят поразрядное контрольноесуммирование по модулю два одноименных разрядов восьми байтов на интервал, по длительности не меньшей мак"симальной длительности групповых сбоев, формируют сигналы записи в видедипульсов тока, при этом длительностькаждого импульса дипульса устанавливают в соответствии со значениямиопределенных разрядов байта.Однако при использовании этогоспособа плотность записи информацииоказывается недостаточной из-за невы сокой информативности сигнала записи,несущего информацию о восьми информационных и двух контрольных разрядах и имеющего при этом значительнуюпротяженность.25Цель изобретения - повышение плотности за счет увеличения информативности сигнала записи,1Поставленная цель достигается тем,что согласно способу магнитной записицифровой информации, при котором входную информационную последовательностьдвоичных сигналов разделяют на восьмиразрядные кодовые группы - байты,производят поразрядное контрольноесуммирование 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 мак 40симальной длительности групповых сбоев, Формируют сигналы записи в видедипульсов тока, при этом длительность каждого импульса дипульса устанавливают в соответствии со значени"ями определенных разрядов байта,перед записью байта производят контрольное суммирование по модулю четы"ре значений всех его разрядов и дополнительного к нему соответствующегобита поразрядного контрольного суммирования по модулю два, устанавливаютвеличину тактового периода записи сигналов равной полусумме минимальногои максимального возможных значенийдлительности 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 импульсдипульса 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 соот" ветствии со 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, регистргруппы, 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 так" товых 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 2 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,5 172 сумматора 5 прямого кода, сумматора 6 обратного кода, блока 7 сравнения,блока 8 ключевых схем и Формирователя 9 дипульсов - к соответствующимвыходам генератора 12 тактовых импульсов записи. Выход блока 1 задержки байтов соединен с входами блока 2 поразрядного суммирования и регистра ч 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 регистрасоединен с входом сумматора 5 прямого кода и одним из входов блока 8 ключевых схем, а выход обратного кода регистра.1 - входом сумматора 6 обратного кода и другим входом блока 8 ключевь 1 х 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 первой 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, регистрагруппы 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 кото"рого подключен к входу Формирователя 13 тактовых импульсов. воспроизведения, а другой -, к информа" ционному 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, 00896 выходом соединенного с выходной ши"ной устройства, Управляющие входыформирователей 16-20 блока 15 дешифрации сигналов воспроизведения, атакже блока 21 задержки и контроляподключены к выходу Формирователя 13тактовых импульсов воспроизведенияблока 11 управления. 10 ъНа фиг.2 а показана последовательность восьмиразрядных. кодовых групп- байтов входной информационной последовательности двоичных сигналов, подлов воспроизведения (штриховкой отмечен сигнал дипульса, пораженногосбоями при воспроизведении), ж - сиг",налы признаков записи кодовой груПпы в прямом или обратном коде, сФор"мированнье в зависимости от полярности сигналов воспроизведения ди"пульсов.(для пораженного сбоем ди,пульса признак не дешифрируется),э - информационная последовательность двоичных сигналов байтов, де"шифрованных иэ сигналов воспроиз"ведения (третий дипульс, пораженныйсбоями, не дешифрируется), и - сиг"калы поразрядных контрольных сумм,45 50 55 дешифрованных из сигналов воспролежащих записи на носитель байтысгруппированы по восемь и для удобства описания пронумерованы, а связанные байты одной группы соединенылинией, б - поразрядные контрольные 20 суммы по модулю два одноименных раз"рядов связанной группы из восьми байтов, отстоящих друг от друга и отдругих связаннь 1 х с ними байтов другой группы на интервал, по длитель ности не меньший максимальной длительности групповых сбоев (в данномпримере максимальная длительностьгрупповых сбоев показана равной длительности одного периода записи,величина интервала, разделяющегобайты одной группы, принята равнойэтой максимальной длительности груп"повых сбоев), в - контрольные суммы по модулю четыре знацений всехразрядов каждого байта и дополнительного к каждому из них соответствующего бита поразрядного контрольного суммирования по модулю дваф гпризнаки записи кодовых групп в пря мом Рь (Т( Т ) = 0 или обратпоследовательность дипульсов тока записи,.е - последовательность сигнаизведения; к - сигналы контрольныхсумм .по модулю четыре кодовых групп,сформированные из сигналов воспроизведения, л - задержанная выходнаяинформационная последовательностьбайтов (на чертеже задержка не показана) с восстановленным байтом наместе группового сбоя - третьего дипульса (восстановленный байт обведен линией).4. 720089вобратного параллельного кодов группы,поступающих соответственно на сумматоры 5 и 6 прямого и обратного кодов, с помощью которых определяютдлительности сигнала записи группы впРЯмом Таа ар и Обратном Татаа, акр кодах следующим образом. Ллительностьсигнала записи сэа группы - дипульса:Способ магнитной записи. цифровой информации включает операции, реализующие специальные режимы записи цифровой информации на магнитный носитель, и осуществляется следующим образом. При записи входную информационную последовательность двоичных сигналов, разделенных на восьмиразрядные кодовые группы - байты (фиг.2 а), подают с входа устройства на входы блока 1 задержки байтов и блока 2 поразрядного суммирования. Задерж" ку осуществляют на время Сар=Тар (1 о 111 Ч Ч 11 1 Х Х 111 ХЧ) байт + Т,ц, (11, 1 Ч, Ч 1, Ч 111Х, Х 11, Х 1 Ч, ХЧ 1) байт 1 1 с = 16 Та = 8 сь макс , где Тьаа - период записи байта,сь,макс - максимальная .длительность груйповых .сбоево принятая равной Есьмаке = атме1 с - коэффициент пропорцйональности, величина которого зависит от кратности корректируемых данной .системой . контроля сбоев и равйа 1 с = 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 блоке 2 определяют поразрядные контрольные суммы по модулю два одноименных , разрядов связанной группы из восьми байтов (фиг.2 б), а в блоке 3 - контрольные суммы по модулю четыре всех разрядов каждого байта и дополнительного к каждому из них соответствующего бита поразрядного контрольного суммирования по модулю два (фиг 2 в) . С выходов блоков 1, 2 и 3 сигналы байтов и контрольных сумм поступаютна регистр о для промежуточного хранения одиннадцатиразрядной суммы и образования прямого и= 1 с, Ь1 со щ ОЭ 12 оо 15 оФ - минимально допустимое20 расстояние между двумя .соседними разнополярными перепадами, при ко- .тором взаимное влияниеперепадов по фазовому25сдвигу несущественно,лЬс - единичное приращениедлительности,о 7, Го 05 01 ЗоЗ 0 ир 1 - длительность интерваламежду импульсами Еин 1л1 сд щ Оо 2 оо 8с 11- длительность второгоимпульса дипульса35 лими г ф " )1 а - длительность защитногоинтервала мейду последним перепадом одного дипульса и первым перепадом следующего дипульл"ъаы МииОтсюда минимальная длительность сигнала записи группы в прямом и обратном кодахТрав,мии(" + смииЬ") + с мииь" +(" + 1 смика" + " Максимальная длительность сигналагруппы в прямом кодеТав(ль+ 15 Ь ) + 8 Ь(55+(с+ 15 Ьс ) + = Зс + 38 Ье,Средняя длительность сигнала группы в прямом коде+ 38 Дь Л+ 19 Ь 5 Устанавливают величину тактового периода записи сигналов Та равной полусумме Тап Аи Тап макс в 1 О прямом коде, т,е. равной ТиареПоскольку в длительность сигнала записи группы и в прямом и в обрат" ном коде входит постоянная величина 3 Ф, то в сумматорах 5 и 6 производят подсчет только переменной соста.вляющей длительности, изменяющейсвя в пределах 1 0-38 Ьб . Так как Дс также является постоянной величиной, то подсчет и сравнение длительностей сигнала записи группы в прямом и обратном кодах осуществляют в числах Ьь . Например, для кодовой группы 11110110000 (младшие разряды 25 в поДгРУппах спРава) число па ЛлЯ прямого кода равно пар = 1111 + . + (011 + 001) + 0000 = 10011, т.е.6 Тп = 19 б, а число и 6 для облратного кода этой же группы равно 30 и авр,щ 0000 +(100 + 001) + 1111 = 10100, т.е. Д Тр = 20 ЬВычисленные в сумматорах 5 и 6 характеристики длительности:сиГнала записи текущей группы пмри "обр 35 поступают в блок 7 сравенния, вырабатывающий на выходе признаки прямогои обратного Ра (Тар ( Тар) = 0 Р (Т ( Т ) = 1 (фиг.2 г) 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 установленияФ 45 либо одной (положительной, так как ДТаьЬ Тр), либо,противоположной полярности дипульса (фиг.2 д).Формируют (фиг.2 д) первый импульс дипульса по началу периода записи 50 Таа и с одним из шестнадцати значений длительности в соответствии со значениями, например, первых четырех . разрядов прямого или обратного кода байта согласно табл,3. 55Формируют интервалы между импульсами дипульса по длительности меньшими минимальной длительности с импульсов, чтобы обеспечить Физическое отличие Липульса как целостного сигнала при воспроизведения, и с одним из семи значений длительности в зависимости от ненулевых значений трех контрольных битов прямого или обратного кола группы согласно табл,2,формируют второй импульс дипульса всегда с полярностью, противоположной полярности первого импульса дипульса, чтобы иметь четкий физический признак дипульса как целостного сигнала при воспроизведении, и с одним из шестнадцати значений длительности в соответствии со значениями остальных четырех разрядов прямого или обратного кода байта согласно табл.3.Сформированные по указанным правилам дипульсы (Фиг.2 Л) . подают на вход блока 10 записи, с помощью ко, торого их записывают на носитель магнитной записи таким образом, цтобы первый перепад дипульса точно соответствовал началу периода записи.Воспроизведенную с носителя магнитной записи последовательность им" пульсов (фиг.2 е) усиливают в блоке 11 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 коЛе Ра (Тавр( с Трр) = 1 по отрицательной полярности первых импульсов сигналов воспроизведения дипульсов (фиг.2 ж) с помощью Формирователя 16, сигналы битов прямого или обратного кода байтов (фиг.2 з) с помощью Формирователя 17, сигналы поразрядных контрольных сумм соответствующих связанных групп из восьми байтов (фиг.2 и) с, помощью формирователя 19, сигналы контрольных сумм по модулю четыре байтов вместе,с соответствующими битами поразрядного суммирования (фиг.2 к) с помощью Формирователя 18. В случае Физического искажения сигнала воспроизведения Липульса (выпадение сигнала, несоответствие полярности импульсов, их числа и временного, положения в пределах так., тового периода и т.п,) формирователем 20 вырабатывается сигнал приз- нака искаженного Липульса, не подлежащего дешифрации (отмечен пропусками на Фиг, 2 ж,з,и,к).Сформированные последовательности сигналов с выходов Формирователей 16-20 поступают на входы блока 21 задержки и контроля выходной после" довательности, в котором осущест" вляют 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 помодулю четыре байтов и битов поразрядных контрольных сумм связанных групп 20 байтов, а также коррекцию байтов по сигналам несоответствия и признакам искажения путем поразрядного сложе" ния по модулюдва битов семи неискаженных байтов группы, в которую вхо" 25 дит искаженный или неправильно дешифрованный байт, и битов поразрядных контрольных, сумм одноименных разря" дов этой же, группы, дешифрованных по сигналам воспроизведения другой 30 группы из восьми байтов, связаннойаналогичным образом с первой груп" пой байтов.Например значения битов искажен ного 111 байта (Фиг.2 е) определяют путем поразрядного сложения по моду" лю два битов 1, 7, 71 Т, .1 Х, Х 1, Х 111 и ХЧ неискаженных байтов, составляющих с искаженным 111 байтом, единую 4 О группу (Фиг.2 а), и битов поразрядных контрольных сумм, дешифрованных из. воспроизведенных сигналов Т 1, 17, 71, Ч 111 Х, Х 11, ХТЧ и ХЧ 1 дипульсов, В результате на выходе блока 21 45 фоомируют исправленную выходную по" следовательность байтов (Фиг.2 л), поступающую на выход устройства.Способ позволяет повысить плот-. ность записи за счет увеличения информативности сигнала записи " дипульса, что подтверждается расчетом.,ВПлотность записи Рлап опРеДелЯ ется как. отношение информативно 55 сти дипульса 1 л к его максимальной протяженности, т.е. периолу записи ДипУльса Тло.ЭипРВ3 апТап Согласно способу Т= 11Т = 3 + 19 д.Полагая д = 0,1 Й и дф= 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 восьми- разрядные кодовые группы - байты, производят разрядное контрольное суммирование по модулю два одноименРных разрядов восьми байтов, отстоящих друг от друга и от других связанных с ними восьми байтов на интервал, по длительности не меньший максимальной длительности групповых сбоев, формируют сигналы записи кодовых групп в виде дипульсов тока, при этом длительность каждого импульса172008 сг пульса в зависимости от того прямого или обратного кода, при которомдлительность дипульса-наименьшая, 5первый импульс дипульса формируютпо началу периода записи и с однимиз шестнадцати значений длительности в соответствии со значениямипервых четырех разрядов прямого илиобратного кода байта, интервал меж"ду импульсами дипульса формируютпо величине меньшим минимальнойдлительности импульсов и с одним изсеми значений длительноСти в зависимости от ненулевых значений трехконтрольных битов прямого или об"ратного кода группы; второй импульс дипульса формируют с одним, .риз шестнадцати значений длительно сти в соответствии со значениями других четырех разрядов прямого илиобратного кода байта. Таблица 1 Код 1-й подгруппы 0000 00012.+ь 2 3+ 14 л+ 15 л Табл и ца 2 Код контроль" ной подгруппы 001 010 011111 етеее 2 Д ЗД 8 Ьь 4 ьФ мит Таблица 3 1110 11 Е 1Код 2-й ОООО 0 ОО 1 ОО 1 О 0011подгруппыее е ее е е е е а ее а г еФл+ 14 А ф+ 15 А ф+ 2 ф дипульса устанавливают в соответствии со значениями определенных разрядов байта, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения плотностиэа счет увеличения информативностисигнала записи, перед записью байтапроизводят контрольное суммированиепо модулю четыре значений всех егоразрядов и дополнительно к нему со-.ответствующего бита поразрядногоконтрольного суммирования по модулю два, устанавливают величину так"тового периода записи сигналов, равной полусумме минимального и максимального возможных значений длитель"ности сигналов записи одиннадцатиразрядных групп в прямом коде, определяют значение длительности сигнала записи каждой одиннадцатиразрядной группы в прямом и обратном кодах и устанавливают полярность диее1110 1111Ъ ю И ксе с И И 1 фчсз Ъ ставитепь Л.Аржеуехред , Кравчук цол едактор Л.Шекм ска оррек Т аказ ГКНТ ССС бретенияаущская И Госу венного комитета по 113035, Москва, Ж-З а н изводстве ъ. Ве йь Цъ