Способ записи цифровой информации на носителе и устройство для воспроизведения цифровой информации с носителя записи

 

Использование: изобретение относится к накопителю для записи цифровых данных на многодорожечную запоминающую среду. Сущность изобретения: с целью повышения точности и помехозащищенности записи и воспроизведения цифровой информации устройство содержит блок воспроизведения и демодуляции, декодирующий блок с обнаружением и коррекцией ошибок, блок звукового воспроизведения, при этом декодирующий блок выполнен в виде двух счетных блоков, двух декодеров, многосегментного запоминающего устройства с произвольной выборкой (ЗУПВ), двух блоков доступа к этому ЗУПВ. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к накопителю для записи цифровых данных на многодорожечную запоминающую среду. В качестве указанной среды носителя может использоваться магнитная кассетная лента. В альтернативном варианте в качестве дорожек могут служить последовательные спиральные витки на диске, к примеру на диске оптической записи.

Накопитель цифровых данных крайне чувствителен к искажениям он может функционировать как по уровню любого произвольного бита, так и по относительно данным цепочкам битов на соответствующей дорожке (канале) с высокой степенью ошибочности хранимой информации. Применение ВСН-ходов на определенных информационных полях позволяет повысить защиту носителей от ошибок; это касается, в частности, кодов Рида-Соломона для многосимвольных слов, где каждый символ является 8-разрядным элементом поля Галуа. Такие коды системны на символическом уровне. В принципе, любой специалист в области вычислительной техники может удовлетворить эти ограничения, не выходя за рамки основного замысла данного изобретения.

Известен способ записи цифровой информации на носителе, при котором кодируют цифровые сигналы и записывают полученные сигналы формата кодовых слов на первый набор параллельных дорожек ленточного магнитного носителя [1] Известно также устройство для воспроизведения цифровой информации с носителя записи, содержащее последовательно соединенные блок воспроизведения и демодуляции, магнитная головка которого сопряжена с носителем записи в виде магнитной ленты, выполненным с возможностью контролируемого перемещения от приводного узла, демодулирующий блок с коррекцией и обнаружением ошибок, а также блок звукового воспроизведения [2] Недостатками способа записи и устройства воспроизведения является недостаточно высокая точность и помехозащищенность записи и воспроизведения соответственно, обусловленные недостаточно эффективной организацией размещения и кодирования символов на параллельных дорожках.

Целью изобретения являются повышение точности и помехозащищенности записи и воспроизведения цифровой информации.

Цель достигается тем, что в способе записи цифровой информации, при котором производят кодирование цифровых сигналов и записывают полученные сигналы в формате кодовых слов на первый набор параллельных дорожек носителя, при кодировании сигналы цифровых данных преобразуют в сигналы наборов первых и вторых кодовых слов корректирующих кодов, образующих при записи взаимосинхронизирующий код, сигналы каждого первого набора записывают вдоль одной дорожки, а сигналы каждого из вторых кодовых слов на параллельных дорожках при чередовании с одинаковыми интервалами и ненулевыми компонентами вдоль и поперек дорожек первого набора, при этом данные сегментов дорожек хранят и кодируют в запоминающем устройстве с произвольной выборкой (ЗУПВ).

Цель достигается также тем, что в устройстве для воспроизведения цифровой информации, содержащем последовательно соединенные блок воспроизведения и демодуляции, магнитная головка которого сопряжена с носителем в виде магнитной ленты, имеющим возможность перемещения от приводного узла, демодулирующий блок с обнаружением и коррекцией ошибок и блок звукового воспроизведения, демодулирующий блок выполнен в виде двух счетных блоков, двух декодеров наборов первых и вторых кодовых слов, многосегментного ЗУПВ и связанных выходами с его сегментами двух блоков доступа, при этом выход первого счетного блока является входом этого декодирующего блока, адресный выход подключен к входу записи ЗУПВ, синхровыход соединен с синхровходами первого и второго декодеров, связанных двунаправленными шинами с блоками доступа, выход готовности декодера набора первых кодовых слов соединен с управляющим входом декодера набора вторых кодовых слов, выход которого подключен к управляющему входу второго счетного блока, информационный вход которого связан с выходом считывания ЗУПВ, а выход является выходом этого декодирующего блока.

Предложенное запоминающее устройство накопитель формирует С1-кодовые слова защиты от ошибок, каждое из которых привязано к конкретной одиночной дорожке, а также формирует С2-кодовые слова защиты (исправления) от ошибок, каждое из которых может записываться по всей указанной первой совокупности дорожек по рекуpрентному циклу вдоль последовательных циклов каждого конкретного кодового слова С2, которое имеет ряд символов, которые образуют символическое множество упомянутой первой совокупности. При этом устройство обеспечивает физическое размещение (адресирование) кодового слова С2, которое, помимо символов этого слова, организует межсимвольные промежутки на записывающей среде-носителе с равномерным распределением цифровых данных, при этом ненулевые компоненты размещаются как вдоль упомянутых дорожек, так и поперек их. Число символов в кодовом слове С2 может в точности отражать множественность указанной совокупности. Это позволяет производить организованный набор заданных значений. С другой стороны, в устройстве эффективно могут использоваться усеченные кодовые слова С2, также и остальные неиспользованные символы, представляемые фидуциарными нулями или другой заданной цифровой информацией, которая не относится непосредственно к запоминаемой информации. Организованный таким образом формат записи обеспечивает устойчивость к порядковым ошибкам, которые могут охватывать значительную часть данных на любой дорожке записи, и столбцовым (вертикальным) ошибкам, которые могут нарушать порядок кодовых символов, которые, в принципе, записываются одновременно, если не принимается во внимание расфазировка. Таким образом реализуется защищенность к выпадениям битов и вставкам в массив записанных данных. Целесообразно среди указанных ненулевых компонентов выделять междорожечный компонент по однородному междорожечному переходу между последовательными символами кодового слова С2, которое представляет целочисленное число модуля дорожек указанной первой совокупности, при этом указанное целое число отсчитывается исключительно от указанной первой совокупности. Это позволяет легко адресировать вычисления.

Рекомендуется среди упомянутых ненулевых компонентов дорожечных данных выделять, идентифицировать связи между последовательными символами. Эта процедура упрощает адресные вычисления.

В рассматриваемом устройстве предусмотрены средства магнитной записи по параллельным дорожкам. В принципе само по себе количество дорожек предопределяет высокую плотность записи цифровых данных и высокую скорость их трансляции. Битовая частота может выдерживаться на требуемом высоком уровне, достаточном для использования магнитной ленты обычного стандарта; в отличие от этого в других системах записи со стационарными головками аудиовоспроизведения в обязательном порядке применяется лента высокого (наивысшего) качества. Изобретение рассчитано также на стандартный дисковый формат, не ограничиваясь по своему существу магнитной записью. При записи информации на диск наибольшее расстояние (промежуток) между дорожками (витками) в процессе организованного совместного кодирования может быть мало по сравнению со средним радиусом дорожек (витков) записи данных.

Желательно согласовать средство записи с комплектом дорожек так, чтобы дорожки были взаимосвязаны. Такая мера исключает необходимость позиционирования и, кроме того, увеличивает максимально допустимую плотность записи.

В предпочтительном варианте первый комплект (группа) дорожек располагается на половине указанной ленты и в пределах этого комплекта внешняя кромочная дорожка заполняется полностью символами контроля по четности, каждый из которых принадлежит соответствующему кодовому слову С2. Внешние дорожки несколько больше чувствительны к искажениям, что при указанной организации записи будет способствовать уменьшению суммарной восприимчивости к искажениям.

Рекомендуется, чтобы каждая дорожка имела последовательность блоков, каждый из которых состоит из одинакового целого числа кодовых слов С1, причем указанное число равно 2, и в пределах любого блока указанные кодовые слова являются 2-чередующимися. Такое решение повышает организационную однородность записи информации.

Желательно, чтобы выделяемое по перекосу на ленте физическое положение слов С1 среди указанной первой группы дорожек было взаимосинхронным. Это снижает требования по буферизации записывающих электронных устройств.

Кроме того, рекомендуется, чтобы выделяемое по скосу на ленте физическое положение указанных блоков (групп) среди указанного первого комплекта дорожек также было взаимосинхронным, при этом на каждой дорожке вторая совокупность блоков должна находиться в сегменте ленты единообразного размера; третья группа или совокупность сегментов ленты заключена в кадр второго постоянного размера, причем указанные сегменты и кадры ленты взаимосинхронны в пределах указанного первого комплекта дорожек, и любое кодовое слово С2, о котором говорилось выше, полностью заключено в один кадр ленты. Такая мера еще в большей степени повышает однородность записи данных.

Желательно, чтобы взаимосинхронные блоки на указанных дорожках образовывали квант или секцию, при этом каждое С2-кодовое слово равномерно распределяется по всем квантам кадра. Это дополнительно повышает однородность записи.

Предусматривается использовать кодированную память с произвольной выборкой, в которую записывается четвертая совокупность сегментов ленты, при этом входной сегмент данной памяти служит для приема данных пользователя с соответствующего сегмента ленты, в то время как другой последовательный сегмент используется для хранения пользовательских данных соответствующего набора определенных сегментов ленты и для кодирования взаимосвязанных кодовых слов С1 и С2; в свою очередь, выходной сегмент данной памяти служит для выведения полностью кодированного сегмента ленты.

В то время как С2 кодовые слова могут быть распределены по нескольким сегментам вышеуказанной памяти, а кодовые слова С1 по одному сегменту, общая потребная емкость памяти превосходит всего лишь на два сегмента число покрываемых расширением кодовых слов С2.

Желательно, чтобы первая совокупность сегментов была равна 8. В этом случае реализуется вполне удовлетворительный компромисс между высокой скоростью передачи данных и умеренной сложностью кодирующе-запоминающего оборудования.

Рекомендуется использовать в качестве С1-кода код типа 24, 20, 5, а в качестве упомянутого С2-кода код типа 32, 26, 7. Эти коды, в частности, при объединении в комплексный код дают стойкость к широкому спектру ошибок и сбоев. Тем не менее математический алгоритм текущей коррекции и/или выявления ошибок остается простым. В частности нечетко-промежутковые (нечетно-шаговые) коды объединяются лучше, чем частно-промежуточные коды, даже если эти коды имеют различные шаговые промежутки.

Рекомендуется, чтобы каждый кадр состоял из 382 кодовых слов. В этом случае реализуются достаточно простая организационная структура и одновременно большой объем памяти.

В предпочтительном варианте ненулевой компонент поперек указанных дорожек выводится посредством операции перехода по модулю +5 указанной первой совокупности. Это упрощает адресную обработку.

Помимо этого, предусматривается использование в качестве упомянутой среды реверсируемой (обращаемой) запоминающей среды носителя. Помимо магнитной, возможны оптическая запись и хранение информации.

Объем притязаний изобретения включает в себя эмуляционное устройство, предназначенное для согласования рассмотренной аппаратуры с определенной запоминающей средой и для осуществления упомянутой операции кодирования, а также обеспечивающее передачу результирующих кодовых объектов путем ретрансляции (радиовещания) и/или какого-то физического направляющего средства.

В частности, изобретение может использоваться в тех случаях, когда объектом запоминания является понятие, к примеру, контролируемое по различию сущности на приемной стороне ретрансляционной линии. В последующем информация при совмещении кодирования и записи вводится на хранение в запоминающее устройство. Кодирование осуществляется таким образом, как будто присутствует запоминающая среда. Передача данных может осуществляться либо ретрансляционно (радиовещательно), по кабелю, оптически и другим образом.

Желательно, чтобы рассматриваемое устройство имело приемное средство для аналогового аудиосигнала и средство аналого-цифрового преобразования, работающее от указанного приемного средства, осуществляя преобразование аналоговых сигналов в цифровой формат и формируя таким образом по меньшей мере значительную часть указанных цифровых данных для последующего кодирования в упомянутом конечном совмещенном коде. Прямое преобразование аудиосигналов в кодированные данные является эффективной мерой по предупреждению интерференции внешних возмущений (помех).

Кроме того, существо изобретения касается устройства, предназначенного для использования с одним или несколькими из вышеуказанных устройств или для эмуляции запоминающей среды-носителя. Это устройство обеспечивает доступ к указанной реальной или эмулированной среде и содержит внутренний накопитель (запоминающее средство) для приема всех данных, содержащихся в первой совокупности (массиве, группе, множестве) кодовых слов С1 и во второй совокупности кодовых слов С2, при этом указанные первая и вторая совокупности слов совместно образуют наименьший блок конечного совмещенного кода. Это устройство обеспечивает также декодирование указанных кодовых слов 01 в указанном первом множестве, последующее декодирование указанных кодовых слов С2 в указанном втором множестве, обеспечивая доступ к любому отдельному кодовому слову С2 в декодированном виде в упомянутом запоминающем средстве в соответствии с физическими положениями на этой среде-носителе, распределенными с единообразными промежутками друг относительно друга, при этом любой из указанных промежутков (шагов) имеет ненулевые компоненты как вдоль упомянутых дорожек, так и поперек них.

Запоминающая среда может быть физически объединена с декодированием, также как она может присутствовать и в кодирующем устройстве. Последовательность последующих операций должна быть такой: кодирование запоминание ретрансляция (или передача каким-то другим образом). Такие же преимущества будут реализовываться и при других структурно-организационных решениях.

Устройство для воспроизведения в той или иной степени отражает процедуру, выполняемую после кодирования. Желательно, чтобы такое устройство содержало многосегментную память с произвольной выборкой (ЗУПВ-память), обеспечивая последовательное заполнение определенной второй совокупности (группы) ЗУПВ сегментов данными с указанной реальной или эмулированной запоминающей среды, так что кодовое слово С1 предназначается только одному сегменту указанной памяти, а кодовое слово С2 одному многосегментному ЗУПВ-кадру, при этом любое кодовое слово С2 записывается с единообразным рядовым и столбцовым переходами в указанном кадре по модулю его размеров. Такое решение позволяет значительно уменьшить емкость памяти.

В предпочтительном варианте каждый сегмент запоминающего устройства включает в себя его многосегментную ЗУПВ-память, в которой каждый сегмент служит для хранения единообразной третьей группы или множества кодовых слов С1, которые равномерно распределяются по указанному первому комплекту дорожек, что касается исключительно одиночного сегмента среды-носителя, так что любой сегмент этой среды соотносится как 1:1 на сегменте. После заполнения каждого сегмента памяти осуществляют непосредственное декодирование кодового слова С1, содержащегося в указанном сегменте памяти. Непосредственное, быстрое декодирование уменьшает временную задержку между считыванием и воспроизведением хранимой информации.

В рамках данного изобретения предусматривается, что после записи указанные кодовые слова С2 перекрывают границы внутреннего сегмента памяти, выходя к третьей группе сегментов памяти, но не границы других внутренних сегментов; при этом устройство функционирует после записи указанных С2-кодовых слов в указанную третью группу сегментов памяти и осуществляет декодирование С2-кодовых слов. При такой стратегии временная задержка сводится к минимуму.

Указанная память в предпочтительном варианте исполнения, в дополнение к упомянутой третьей группе сегментов, должна иметь еще один входной сегмент для ввода данных одного сегмента запоминающей среды и еще один второй сегмент для вывода данных уже декодированного сегмента указанной среды.

К примеру, в этом случае для четырехсегментного кадра требуется всего лишь шестисегментная память. Вышерассмотренные преимущества полностью воспроизводятся в запоминающем устройстве, упоминавшемся ранее.

Изобретение касается унитарной запоминающей среды-носителя, предназначенной для использования с декодирующим устройством. Данная среда содержит упомянутый первый набор единообразных запоминающих дорожек, которые имеют информационный кадр, который равномерно распределен по указанным параллельным дорожкам, которые расположены смещенно на одной половине указанной среды-носителя, в качестве которой может использоваться прежде всего магнитная лента, причем указанный кадр защищен символокоррекционным блочным совмещенным кодом, представленным в виде слов С1 и С2, при этом каждое С1-слово располагается точно в пределах указанных дорожек, а слово С2 вне всех этих дорожек. Слово С2 имеет число символов не менее количества дорожек упомянутой первой совокупности, при этом физический промежуток между соседними символами последнего по порядку С2 слова постоянен, причем слово С2 имеет ненулевые составляющие как вдоль указанных дорожек, так и поперек них. Число символов в С2-слове, в принципе, может быть в точности равно количеству дорожек в упомянутой первой совокупности.

На фиг. 1 показан формат кадра основных данных на ленте, используемый в настоящем изобретении; на фиг.2 блок-схема устройства для воспроизведения с небольшими видоизменениями кодируемого запоминающего устройства; на фиг.3 сегмент памяти с произвольной выборкой данных (ЗУПВ-сегмент), входящий в такое устройство; на фиг.4 отображение (распределение) данных на ленте; на фиг. 5 распределение данных в ЗУПВ-памяти; на фиг.6,7 расположение кодового слова С2 на ленте; на фиг.8 схема, поясняющая принципы использования данного изобретения.

Устройство для воспроизведения цифровой информации содержит (фиг.2) последовательно соединенные блок 1 воспроизведения и демодуляции, магнитная головка которого сопряжена с ленточным носителем 2 записи, выполненным с возможностью контролируемого перемещения от приводного узла 3 (фиг.8), декодирующий блок с обнаружением и коррекцией ошибок и блок звукового воспроизведения (не показан), связанный с линией 4 пользователя.

Декодирующий блок может быть выполнен в виде двух счетных блоков 5 и 6, двух декодеров 7 и 8 наборов первых и вторых кодовых слов, многосегментного ЗУПВ 9 с двумя блоками 10 и 11 доступа к нему. На ленте для запоминания (хранения) информации (фиг.1) имеется восемь дорожек (0-7). Данные, включая резервные данные по защите от ошибок, объединены в групповые блоки, называемые кадром ленты. Каждый такой кадр перекрывает все восемь дорожек и разделен на 32 секции (вырезки), показанные в виде столбцов. Каждая из пяти секций включает в себя 8 блоков, т.е. по одному блоку на дорожку ленты. Один кадр ленты разделен на четыре кадровых сегмента, каждый из которых включает в себя 8 последовательных секций рассматриваемого кадра. Эти сегменты не обозначены на фиг.1. Один блок соответствует 408 немодулированным битам основных данных, которые модулируются в 510 канальных бит. Для краткости описания модуляции канальные биты не рассматриваются подробно ниже, вместо этого анализируются только немодулированные биты. Соответствующие блоки на различных дорожках ленты, как следует из фиг.1, совпадают по рядам. Каждый такой блок состоит из синхрорастра в виде набора из 10 бит, номер индикационного символа из 8 немодулированных бит и символа четности из 8 немодулированных бит, который содержит 48 внутренних символов тела. Последовательное рассмотрение ограничено последними 48 символами в расчете на блок и 48х32х8 3х212 12288 для кадра. Используемый код анализируется ниже.

Лента 2 считывается одновременно по восьми параллельным дорожкам при помощи узла 1. Блок 5, приводимый в действие блоком синхронизации (не показан), считает байты, сегменты и кадры. ЗУПВ содержит 36 сегментов или страниц, которые пронумерованы 0-5. Эта память задействуется счетным блоком 5, который формирует записываемые адреса посредством инкрементирования и управляет пропусканием данных в память 9. В свою очередь, счетный блок 6 управляет считыванием данных из резидентной памяти 9 с выводом на линию 4 пользователя и одновременно формирует адреса считывания посредством последовательного инкрементирования. Таким образом, ЗУПВ является первично входным буфером по отношению к пользовательским данным. Показанный на схеме блок 7 является декодером слов С1, который производит двунаправленное обращение к резидентной памяти 9 через блок 10 доступа. В свою очередь, блок 8 является декодером С2, который производит двунаправленное обращение к памяти 9 через его блок 11 доступа. По мере движения во времени слева направо (на плоскости фиг.3) производится заполнение всех шести страниц памяти и перезапись в циклической последовательности. Физическое расположение сегментов в ЗУПВ-структуре не связано с организацией декодирования. На схеме фиг.3 ряд 17 соответствует операции декодирования, осуществляемой С1 декодером 7. Этот декодер воспринимает сигнал синхронизации от блока 5 по линии 13 и далее идентифицирует момент, когда весь сегмент загружен в память 9, и его адрес (диапазон). Ввиду того, что каждое кодовое слово С1 из 24 символов (байтов) полностью помещается в один сегмент ленты и при этом каждый такой сегмент отображается один к одному в отдельный сегмент ЗУПВ-памяти, декодирование С1 сможет осуществляться непосредственно на самом последнем из принятых сегментов ленты. Как показано в ряду 12, это ведет к циклической последовательности, что сопровождается задержкой на один сегментный интервал по отношению к ряду 14. Далее, ввиду того, что каждое кодовое слово С2 из 32 символов полностью входит в один кадр ленты из четырех сегментов и при этом каждый такой кадр посегментно один к одному распределяется (отображается) по четырем последовательным сегментам резидентной памяти, декодирование С2 может осуществляться непосредственно на четырех сегментах после получения последнего из них, подтверждающего, что декодер С1 закончил функционирование (независимо от успешности коррекции). В ряду 15 малые стрелки означают границы кадра. Как показано на примере ряда 16, декодирование С2 осуществляется на протяжении одного сегментного интервала по завершении приема рассматриваемого кадра. Как показано на фиг.2, С2 декодер 8 синхронизируется блоком 5 через линию 13 и одновременно принимает сигнал "Готовность" от С1 декодера 7 по линии 17. По завершении работы декодирующего устройства С2 по линии 18 может поступить сигнал "Свободно". В альтернативном варианте блок 6 без ограничительных условий синхронизируется сигналом, поступающим по линии 13. На примере ряда 14 показано, что действие С2 декодера 8 сменяется доступом на считывание по четырем последовательным сегментам резидентной памяти, которые были обработаны в течение последней операции С2 декодера 8. Таким образом, четыре сегмента ленты, принимаемые через интервал 19, выводятся через интервал 20. В последующем все устройство, представленное на фиг.2, функционирует как коллектор ошибки "Первый вошел первый вышел" (обратного магазинного типа) с задержкой в пять сегментных интервалов (по сегментам ленты). Очевидно, что шесть сегментов памяти со свободной выборкой необходимы и достаточны для запоминания. Если С2- декодирование заняло большее время, к примеру, два или три сегментных интервала, потребный объем памяти должен быть увеличен до семи или восьми ЗУПВ-сегментов соответственно. На фиг.2 резидентная память 9 имеет четырехпортовую структуру. Ввиду того, что декодеры 7, 8 функционируют попеременно, выполняемые ими операции могут быть возложены на одно и то же аппаратное средство, программируемое соответствующим образом. Далее с учетом того, что запись блоком 5, считывание аналогичным элементом 6 и декодирование декодерами 7, 8 никогда не осуществляются на одном и том же сегменте памяти 9, на сегментный уровень последней может быть наложено ограничение по однопортовому обслуживанию. Если в вышеуказанном случае кодовые слова С2 не будут иметь их полной длины, декодирование может начаться несколько раньше. Конец слова может идентифицироваться внешним сигналом (не показан), формируемым, к примеру, от модулированного сигнала.

Система, представленная на фиг.2, была рассмотрена применительно к декодированию данных, считываемых с ленты и выводимых на пользовательский вывод 4. Для кодирования может быть использовано аналогичное оборудование, так как кодирование С1 будет осуществляться посегментно блоком 7 после покадрового С2 кодирования блоком 8.

На фиг. 4 приведена схема отображения (распределения) данных на ленте. Один кадр, содержащий четыре сегмента А-8 ленты, каждый из которых имеет соответствующие равноразмерные части, располагается на каждой из восьми дорожек 0-7. В пределах каждого сегмента ленты находятся два соответствующих дорожечных сегмента, которые показаны штриховкой. В кадре заштрихованные сегменты расположены на ленте так, что на каждую дорожку приходится один такой сегмент.

На фиг. 5 показано распределение данных на том же кадре ленты, но по четырем сегментам ЗУПВ; эти сегменты обозначены позициями АО, ВО, СО, DO. При такой схеме общее содержимое одного сегмента ленты отображается полностью на аналогично обозначенном сегменте РАМ-памяти (к примеру А-АО). Два остальных сегмента, с учетом схем на фиг.2 и 3, могут не рассматриваться по отношению к анализируемому кадру ленты, поскольку они фактически не касаются составного кода указанного кадра. В то время как масштаб по вертикали на фиг. 4 (номера дорожек) соответствует масштабу по горизонтали схемы (фиг.5) столбцов памяти в пределах каждого сегмента (см. по нижней кромке), горизонтальный масштаб в каждом сегменте ленты (фиг.4) увеличен соответственно по вертикали на фиг.5. Это сделано для более наглядного изображения за счет увеличения площади фиг.5 по сравнению с фиг.4. Фиг.5 используется для пояснения логической структуры запоминающего устройства. На практике на это устройство могут быть наложены конкретные физические ограничения, например, по имеющимся адресным диапазонам; такие ограничения при всем разнообразии могут быть удовлетворены элементарным адресным транспонированием (перегруппировкой). На фиг. 5 показано распределение каждого из заштрихованных сегментов фиг. 4 по столбцу соответствующего сегмента резидентной памяти, причем ориентация заштрихованных участков сохранена. Как показано, память имеет 32 столбца (0-31) и 384 (=8х48) ряда (0-383), положение каждого из которых обозначено одним символом. При последовательном размещении номер столбца в пределах сегмента равен (t*5) по модулю 8+8. Номер столбца во всей РАМ-структуре находится посредством прибавления 8-кратного номера сегмента, который для сегментов АО, ВО, СО, DO равен соответственно 0, 1, 2, 3. Во всех случаях t-номер дорожки. Эта схема индексации поясняется следующим примером: при t 5 в сегменте 8 ленты номер столбца в ЗУПВ-секторе ВО равен (5х5) по модулю 8=1, что показано на схеме стрелкой. Распределение индексов в другом направлении такое же, так как дорожка 1 в пределах сегмента ВО отображается по столбцу 5.

Далее рассматривается расположение С1-кодовых слов в резидентной памяти. Каждый блок из 408 немодулированных битов имеет два кодовых слова С1 в виде 24 символов каждое (и трех других символов второстепенного значения). Два кодовых слова имеют двухступенчатое чередование в нечетно-цифровых символах, принадлежащих одному кодовому слову, и четно-цифровых символах другого слова. Это применимо к восьми дополнительным (резервным) символам в пределах каждого блока, т.е. к последним символам (с края справа на фиг.1) блока на ленте. В последующем в памяти ими запоминаются самые нижние восемь рядов в каждой группе из 48 рядов.

Далее рассматривается расположение кодового слова С2 в ЗУПВ; На эпюре фиг. 5 показано отображение одного конкретного кодового слова, которое начинается с символа в ряду 0, столбец 0. Далее делается рядовый переход на индекс 48 и столбцовый переход на 1. Каждый следующий символ взаимосвязан с соответствующей дорожкой. Каждый следующий символ претерпевает переход на один блок в направлении дорожки ленты. Поперек-дорожечный переход составляет (+) 5 дорожек по модулю 8 (без переноса и заема). Все символы рассматриваемого кодового слова на фиг.5 очерчены зачерненными квадратиками. Транспонирование на другие кодовые слова осуществляется за счет смещения всех символов на одинаковое число рядов (с циклическим сдвигом между верхней и нижней кромками) и/или на второе одинаковое число столбцов (с циклическим сдвигом между левой и правой кромками).

На фиг. 6 показано расположение первых 18 символов кодового слова С2, обозначенного на фиг.5, где каждый крестик представляет один символ блока из 48 символов. Каждый следующий символ находится в следующем столбце блока ленты и смещен на пять ее дорожек (по модулю) без переноса и заема. Для упрощения рассматриваемой схемы положение соответствующих символов в блоке не показывается. Как следует из данной схемы, на базе блока физическое расстояние (интервал) между смежными кодовыми символами постоянно. В типовом случае рабочая скорость протяжки ленты составляет 4,76 см/с при битовой скорости 96 килобит/с соответственно длина бита составляет 0,495 мкм. Шаг ленты составляет 195 мкм, что означает, что при такой продольной записи площадка, отводимая на ленте под бит, значительно короче в продольном направлении по сравнению с шириной. Каждый блок данных на ленте имеет 510 канальных бит, при которых длина блока составляет 253 мкм, что означает, что площадь, занимаемая блоком, равна 253х195 мкм, т.е. она может рассматриваться в первом приближении как квадратная. Таким образом, постоянное расстояние на схеме фиг.6 преобразуется в практически равный интервал между соответствующими соседними кодовыми символами слова С2. На фиг.7 показаны межцентровые интервалы между соседними символами кодового слова С2 в трех возможных вариантах относительного расположения символов. Символы показаны в виде вертикальных линейных отрезков внутри их блоков, которые обозначены только по углам точками. Расстояния (интервалы) между центрами составляют соответственно 640 и 780 мкм при соотношении 1: 1,22. Постоянство расстояния между смежными символами в практическом аспекте может быть реализовано при соотношениях 1:1,3 1;1,14. Кодовые символы в пределах соответствующих ограничивающих блоков имеют одинаковые положения. Одинаковый интервал (расстояние) способствует высокой стойкости кода к царапинам и другим нарушениям, ведущим к ошибкам. На практике код С2, имеющий интервал 7, при шести избыточных (резервных) символах (n, k 32,26) может корректировать до шести поврежденных (стертых) символов в пересчете на слово. В случае кода С1 такая коррекция будет проявляться в виде указателей по всем искаженным символам данного кодового слова. В этом случае круг, охватывающий на фиг. 6 шесть таких символов при 100%-ном их повреждении (стирании), не будет нарушать способность системы к коррекции ошибки. На фиг.6 это будет соответствовать ширине некоторых шести блоков в ряду, которая составляет 1,5 мм, что вполне достаточно практически для любой цели и варианта применимости рассматриваемого формата.

Некоторые из положительных свойств такого формата будут проявляться даже в случае размещения текста на накопителе дискового типа при условии, что отношение диаметра внешней дорожки к диаметру внутренней дорожки будет равно 1. В практическом аспекте вполне приемлемо отношение 1,1 или даже несколько больше.

Другой мерой, повышающей "живучесть" кодового формата, является то, что дорожка под номером 0 загружается полностью избыточными (резервными) символами С2-кода; в выделенном квадратиками кодовом слове на фиг.5 это касается всех кодовых символов, которые находятся в верхнем ряду резидентной памяти и которые имеют номера 0, 18, 16, 24. Это же справедливо и для всех других кодовых слов С2, поскольку первый их символ во всех случаях находится в самом левом столбце сегмента.

Другие символы четности имеют следующий порядок расположения: для четно-цифровых кодовых слов С2 (0,2-382) они располагаются по символам 7, 23; для нечетно-цифровых слов С2 (1,3.383) дополнительные избыточные слова располагаются по символам 15, 31. Это означает, что все избыточные символы распределены по дорожке 3, которая в данном случае на 50% покрыта символами четности (сравнимости по модулю).

Преимущество полной загрузки дорожки 0 избыточными символами может быть пояснено следующим образом. Набор из восьми дорожек при ширине 1,2 мм перекрывает половину ширины 1/8-дюймовой (3,175 мм) ленты. Для реверсивного использования на другой половине ленты имеется второй набор дорожек с тем же форматом. При такой схеме обе нулевые дорожки располагаются на внешних кромках ленты-носителя, а следовательно, несколько больше подвержены интерференционным искажениям, износу и т.п. В случае искажений, повреждений только на одной внешней дорожке весь остальной массив записанных данных будет сохранять целостность, что будет подтверждаться правильностью отработки С2-кода, в то время как С1-код будет давать информацию 0 "Неисправность" на внешней дорожке.

Фиг. 8 иллюстрирует применимость настоящего изобретения в различных вариантах его исполнения и по различному назначению. Блок 21 источник аналоговых аудиосигналов. Это может быть, к примеру, звукозаписывающий плейер (магнитофон), громкоговоритель или естественный источник звука, такой как оркестр. Блок 22 на данной схеме представляет аудиовход системы; это может быть микрофон или проводное подключение с соответствующим звуковым усилителем, фильтром и т.п. Блок 23 представляет собой аналого-цифровой преобразователь (АЦП) звуковых сигналов. Блок 24 кодирующее устройство, завершающее цифровую обработку информации, кодирующее данные для памяти с произвольной выборкой. Блок 25 представляет форматирование кодируемых данных, формируя таким образом сегменты записи на ленте. Данные могут выводиться из этого блока различным образом, к примеру в параллельном 8-битовом режиме. В свою очередь, такие запараллельные 8-битовые (8-разрядные) байты могут преобразовываться в последовательную форму к однобитовой ширине для радиопередачи (трансляции), передачи по кабелю, световоду. Блок 26 ретрансляторный усилитель, трансляционная среда и радиовещательный приемник одновременно.

В альтернативном варианте эти функциональные элементы могут предназначаться для кабельной или световодной передачи. Возможно также применение в еще одном альтернативном варианте магнитной головки для записи и считывания в магнитомеханическом ЗПУ с цифровой аудиолентой-носителем. Аудиолента или же аудиодиск может находиться в кассете коробчатого типа или корпусе с соответствующими размерами и формой, обеспечивающими необходимую защищенность носителя и удовлетворяющими требованиям по хранению информации, обеспечению легкого доступа к ней и коммерческой приемлемости накопителя. При необходимости считывающая и записывающая головка (головки) могут быть объединены или даже совмещены в одну головку или набор головок. Блок 27 -- декодирующее устройство, в которое входит и декодер ЗУПВ-памяти. Блок 28 выходное устройство, осуществляющее цифроаналоговое преобразование (дечередование, усиление и громкоговорящее действие). Блок 29 механизм привода, аналогичный узлу 3, но со стороны приема кодированных данных.

Формула изобретения

1. Способ записи цифровой информации на носителе, при котором производят кодирование цифровых сигналов и записывают полученные сигналы в формате кодовых слов на первый набор параллельных дорожек ленточного магнитного носителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехозащищенности записи, при кодировании сигналы цифровых данных преобразуют в сигналы наборов первых и вторых кодовых слов корректирующих кодов, образующих при записи интегральный взаимно синхронизирующий результирующий код, сигналы каждого первого кодового слова корректирующего кода записывают вдоль одной дорожки, а сигналы каждого из вторых кодовых слов корректирующего кода на параллельных дорожках ленточного магнитного носителя при чередовании с одинаковыми интервалами и ненулевыми компонентами как вдоль, так и поперек дорожек первого набора, при этом данные сегментов дорожек носителя хранят и кодируют в запоминающем устройстве с произвольной выборкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что число символов каждого второго кодового слова устанавливают кратным числу дорожек носителя первого набора.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что первый набор параллельных дорожек размещают на половине ширины ленточного магнитного носителя.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что сигналы четных символов соответствующих вторых кодовых слов полностью записывают на внешней дорожке ленточного магнитного носителя.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что второе кодовое слово содержит одинаковые и ненулевые чередующиеся интервалы между последовательными символами в направлении вдоль дорожек, а также ненулевые чередующиеся интервалы между последовательными символами в направлении поперек дорожек по переходу по модулю +5 первого набора дорожек.

6. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что на каждой дорожке ленточного магнитного носителя в сегмент заданного постоянного размера записывают вторую совокупность блоков данных, а третью группу сегментов заполняют данными кадра второго постоянного размера, при этом сегменты и кадры взаимосинхронизированы по первому набору дорожек, а любое второе кодовое слово полностью включено в один кадр ленточного магнитного носителя.

7. Устройство для воспроизведения цифровой информации с носителя записи, содержащее последовательно соединенные блок воспроизведения и демодуляции, магнитная головка которого сопряжена с носителем записи в виде магнитной ленты, выполненным с возможностью контролируемого перемещения от приводного узла, декодирующий блок с обнаружением и коррекцией ошибок и блок звукового воспроизведения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и помехозащищенности воспроизведения за счет защиты от искажений и ошибок, декодирующий блок выполнен в виде двух счетных блоков, двух декодеров наборов первых и вторых кодовых слов, многосегментного запоминающего устройства с произвольной выборкой и связанных выходами с его соответствующими сегментами двух блоков доступа, при этом вход первого счетного блока является входом декодирующего блока, адресный выход подключен к входу записи запоминающего устройства, синхронизирующий выход соединен с синхронизирующими входами первого и второго декодеров, связанных двунаправленными шинами с соответствующими блоками доступа, выход готовности декодера набора первых кодовых слов соединен с управляющим входом декодера набора вторых кодовых слов, выход которого подключен к управляющему входу второго счетного блока, информационный вход которого связан с выходом считывания запоминающего устройства, а выход является выходом декодирующего блока.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в запоминающем устройстве один из сегментов используется в качестве входного сегмента ввода данных с носителя записи, а дополнительный один из вторых последовательно заполняемых сегментов в качестве сегмента вывода данных с одного декодированного сегмента носителя записи.

9 Устройство по п.7, отличающееся тем, что равномерно распределенные по первому набору дорожек в пределах одного сегмента носителя записи первые кодовые слова записаны с соотношением 1 1 в соответствующий один сегмент запоминающего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области накопления информации и может использоваться в аппаратуре регистрации и накопления цифровой информации систем вычислительной техники, измерения и управления

Изобретение относится к технике магнитной записи цифровой информации и может использоваться в аппаратуре регистрации и обработки информации систем измерений, вычислительной техники, цифровой звуко- и видеотехники

Изобретение относится к магнитной записи, а именно к способам многоканальной магнитной записи цифровой информаций

Изобретение относится к магнитной записи, а именно к устройствам для многоканальной магнитной записи сигналов цифровой информации

Изобретение относится к устройствам с цифровой магнитной записью

Изобретение относится к накоплению информации , в частности к технике магнитной записи Цель изобретения - повышение плотности записи

Изобретение относится к приборостроению, а именно к способам многоканальной магнитной записи цифровой информации

Изобретение относится к области магнитной записи, а именно к способам и устройствам воспроизведения сигналов цифровой информации с магнитного носителя

Изобретение относится к накоплению информации и может быть использовано в малогабаритных устройствах с небольшой длительностью записи и воспроизведения, например в детских игрушках

Изобретение относится к телевизионной технике, а именно к способам точного автоматического поиска видеозаписи по номеру кадра для прецизионного монтажа видеозаписей

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к внешним запоминающим устройствам (ВЗУ), и может быть использовано в контроллерах ВЗУ

Изобретение относится к области накопления информации, в частности, к технике магнитной записи с использованием шумоподавителя

Изобретение относится к накопителю информации

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для компенсации наведенного сигнала записи в многоканальных магнитных головках

Изобретение относится к накопителю для записи цифровых данных на многодорожечную запоминающую среду

Наверх