用于数字数据存储的编码器制造技术

提供了可变速率比特插入器，它在把数据写到磁性存储媒体之前有效地编码数据。在优选实施例中，比特插入技术监视数据流的相位和幅度内容，以及插入适当的比特排列图案，从而确保能保持对于数据流的相位和幅度锁定，以便进行读出和译码。优选地，对给定的随机化的数据块进行的比特插入的数目被监视，以确定比特插入数目是否处在用于存储数据的容许限制范围之内。如果插入数目是不容许的，则被用来随机化数据流的伪随机码被重新配置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及用于对数据进行编码以便将其存储在磁性或其它数据存储媒体上的系统和方法，具体地，涉及可变速率比特插入编码系统和方法。相关技术描述可变速率比特插入技术作为一种用于使数据流对于检测该数据流中可能的错误来说变得十分坚强的方法是熟知的。典型地，这种方法在通信领域得到应用，虽然可变速率比特插入技术已在其它应用项中被使用，正如在技术上所熟知的那样。按照这种技术，数据比特被插入到数据流中的所选择的部分，在数据流的这一部分中，当精确地检测数据比特时存在着增长的造成错误的或然率。例如，可变速率比特插入技术可被用于其接收译码器是由本身时钟同步的通信系统。重要的是，使长串的1或0被打断，以使得检测器一侧的锁相环不会丢失对于发送数据的时钟速率的锁相。这在涉及例如从磁带上读数据的应用中特别重要，因为磁带存储媒体典型地具有很不确定的速度分布，因而优选地需要有经常的时钟信息来保持锁相。这样，在想要在读取端或接收端保持锁相的这种应用中，数据比特被故意地插入到输出数据流内的“有问题区域”中，以使得在检测器端，在接收的数据信号中出现足够的信息来保持对于这个数据信号的精确锁相，从而使数据流可被正确译码。虽然可变速率比特插入方法作为提高数据对抗错误的坚强性的经济的和相当简便的方法是所希望的，但是，一般地已经发现这样的方法在其它应用中是不实际的。最值得注意地，在磁记录环境下，可变速率比特插入的可应用性受到限制。磁记录典型地涉及在磁带或磁盘上进行存储，其中数据首先被存储在磁带或磁盘上，然后再被读出。为了提供坚强的数据存储，可变速率比特插入可被用来在数据被写入磁媒体以前先对其进行编码，当数据被读出时所插入的比特被检测并被丢弃。然而，由于要被插入的比特的实际数目是非常难以预测的，所以，被插入的比特的数目有可能使数据流的长度扩展多达百分之十到十二。数据流的这样的扩展对于数据存储的目的来说是不能接受的，特别是当希望使数据存储效率最大化时。例如，如果一个具体的数据流具有的特性使得每10比特插入1个比特，则要被存储在磁媒体上的数据量将增加百分之十。这实际上使得500兆字节存储媒体变成为450兆字节的存储媒体。在把数据流变换为对于可变速率比特插入来说能改正的形式的努力下，进入的数据流首先通过使用例如与进入的数据流进行“异或运算”的伪随机噪声码而被随机化，使其结果输出为随机的或伪随机的字符。这个随机字符确保数据流扩展超过例如百分之一的概率是统计上可忽略的。这是因为实行比特插入典型地中断正常排列图案，从而使得基本上随机的排列图案将需要非常少的比特插入。因而，通过在应用可变速率比特插入技术之前将数据随机化，可更容易地把这样的技术应用到涉及在磁性或其它数据存储媒体上的数据存储的应用中去。然而，已经发现，在某些情况下，当进入的数据排列图案具有一种特性，即它以这样一种方式与伪噪声码(即，随机化多项式)相关，以致于产生不希望的编码特性(例如，长串的1或0，或者其它的冗余排列图案)时，则通过使用该特定的随机化多项式而进行的数据流的随机化将不能起到阻止插入的数据长度过分长的作用。具有这种特性的数据流典型地被称为退化的排列图案。因此，当进入的数据流是退化的时，可变速率比特插入技术对于磁性或其它数据存储媒体的使用是不实际的。而且，通常把这样的退化的数据排列图案的可能性简单地看作为在数据存储环境下使用可变速率比特插入的障碍。除了上面提到的在数据存储应用中插入可变速率比特的缺点以外，已经发现，传统的可变速率比特插入技术并不总能确保可减少在接收端由于相位信息和自动增益控制的丢失而引起的错误。例如，如果检测的数据流具有的特性使得在长时间间隔内观察不到幅度的最大摆幅，则这可使得在检测端的自动增益控制丢失跟踪，由此把幅度误差引入到被检测信号中。而且，锁相的丢失还可能由除了接连的一串1和0以外的其它数据排列图案造成。因此，在一长串0和1中简单地插入一个比特并不能确保在译码端的自时钟控制系统中保持锁相。因此，就需要一种改进的数据编码方法，它能解决数据存储应用中有关可变速率比特插入方面的困难，并且也计及了与自动增益控制环或锁相环的误校准有关的接收端的错误。专利技术概要按照本专利技术的优选实施例的教导，一种数据编码的系统和方法减少了前面所述的数据存储应用中有关可变速率比特插入方面的缺点。按照本专利技术，在实施可变速率比特插入技术期间，不是只插入单个数据比特，而是把编码最大相位和幅度信息的多个比特插入到数据流中，以使得在记录的数据流内总是呈现出为了保持在读操作期间的锁相和为了正确地校准自动增益控制所必须的信息。按照本专利技术的具体的有利实施例，在每次检测数据流的“有问题的区域”时，插入四个数据比特。在优选实施例中，可变速率比特插入方法与可配置的随机化器相组合，这样，如果已确定一个特定的伪随机的随机化码产生了退化的数据排列图案，则随机化多项式可被重新初始化，以使得随机化器被重新配置。已经发现，如果一个伪噪声码产生退化的数据排列图案，则和它正交的另一个伪噪声码(例如同一族中的一个伪噪声码)将不会导致退化的数据排列图案。因而，在优选实施例中，随机化器对于一个正交码的重新配置确保了随机化器将不产生退化的数据排列图案。在本专利技术的这个方面的具体有利实施例中，随机化多项式按照非决定性方法被重新初始化，这样，随机化器的重新配置是不容易预测的。本专利技术的优选实施例的这个方面平衡了被特别设计来打算产生退化的数据排列图案的数据流。按照本专利技术的另一方面，随机化器的配置能够逐个比特地被改变，以使得随机化器的配置可“在空中(on the fly)”被改变。附图概述附图说明图1a和1b是总的系统图，分别说明了用于对要被存储在数据存储媒体上的数据进行编码、和对从数据媒体读出的数据进行译码的数据编码器和数据译码器系统的示例性实施例。图2是简化方框图，说明图1a的随机化器/比特插入编码器的主要功能性单元。图3是简化方框图，说明图1b的去随机化器/比特提取译码器的主要功能性单元。图4是流程图，说明用来按照本专利技术的可变速率编码方法插入数据比特排列图案的通用方法。图5是流程图，说明在图4的零点度量(null metric)子程序块内用来确定零点度量的子方法。图6是流程图，说明按照本专利技术在图4的增益控制度量子程序块内用来确定自动增益控制度量的通用方法。图7是流程图，说明按照本专利技术在图4的相位度量子程序块内用来确定相位度量的方法。图8是流程图，说明在图4的插入比特排列图案子程序块内用来选择和插入适当的比特排列图案到输入数据流中的子方法。图9是流程图，说明当数据要被存储到磁盘时按照本专利技术用来重新配置随机化器多项式的通用方法。图10是流程图，说明当用来写入数据的存储媒体是磁带时按照本专利技术用来重新配置随机化器多项式的总的方法。图11概略地说明在本专利技术的一个优选实施例中的数据块的格式。图12-12d概略地说明在传统编码器内用来模拟读头冲击响应以便确定零点、相位、和自动增益控制度量的方法。优选实施例详述图1是高度简化的示意方框图，说明用来编码要被存储在数据存储媒体上的输入数据流的示例性数据编码器系统。如图1所示，系统100包括里德-所罗门编码器105，它从直接存储器存取(DMA)通道102接收输入数据流，该直接存储器存取(DMA)通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对要被存储到数据存储媒体上的数字数据流进行错误编码的设备，所述设备包括：数据流输入端口；代码监视装置，该装置监视所述数据流，以确定是否要实行比特插入；以及比特插入器，它在所述代码监视装置确定要实行比特插入以后，把一个或多 个比特插入所述数据流。

【技术特征摘要】
US 1996-2-9 08/599,146;US 1996-2-9 08/599,1491．一种用于对要被存储到数据存储媒体上的数字数据流进行错误编码的设备，所述设备包括数据流输入端口；代码监视装置，该装置监视所述数据流，以确定是否要实行比特插入；以及比特插入器，它在所述代码监视装置确定要实行比特插入以后，把一个或多个比特插入所述数据流。2．如权利要求1所规定的设备，其特征在于，其中所述比特插入器插入一个多比特字，该多比特字编码最大相位信息。3．如权利要求2所规定的设备，其特征在于，其中所述插入的多比特字还编码最大幅度信息。4．如权利要求1所规定的设备，其特征在于，其中所述比特插入器插入一个多比特字，该多比特字编码最大幅度信息。5．如权利要求1所规定的设备，其特征在于，其中所述比特插入器插入一个四比特字。6．如权利要求1所规定的设备，其特征在于，其中所述数字数据流按照所确定的前置头序列被写到所述数据存储媒体上；其中所述代码监视装置监视所述数字数据流，以确定所述数字数据流是否包括所述前置头序列的子集；以及其中所述比特插入器在所述前置头序列的所述子集的一端插入一个比特。7．一种数据存储装置，包括磁性数据存储媒体；以及可变速率比特插入器。8．一种用于对要被存储到数据存储媒体上的数字数据流进行错误编码的方法，所述方法包括输入数据流；监视所述数据流，以确定是否要实行比特插入；以及当要实行所述比特插入时，把一个多比特字插入到所述数据流中。9．如权利要求8所规定的方法，其特征在于，其中所述插入步骤包括插入一个多比特字的步骤，该多比特字编码最大相位信息。10．如权利要求9所规定的方法，其特征在于，其中所述插入的多比特字还编码最大幅度信息。11．如权利要求8所规定的方法，其特征在于，其中所述插入步骤包括插入一个多比特的字的步骤，该多比特字编码最大幅度信息。12．如权利要求8所规定的方法，其特征在于，其中所述多比特字由一个四比特字构成。13．一种用于对要被存储到数据存储媒体上的数字数据流进行错误编码的设备，所述设备包括数据流输入端口；与所述数据流输入端口通信的随机化器，其中所述随机化器使用第一随机化代码使所述数字数据流随机化，以便在所述随机化器的输出端处产生随机化数据流；代码监视装置，该装置监视所述随机化器的所述输出，以确定是否要实行比特插入；比特插入器，它在所述代码监...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD格赖，
申请(专利权)人：沃弗兰仓储公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]