数据存储通道编码器的编码方法技术

数据存储通道编码器（１５０）包含数据字输入（１５２）、码字输出（１５３）和编码器。编码器（１５０）连接在数据字输入（１５２）与码字输出（１５３）之间，适应于根据具有最大跃迁游程约束和奇偶约束组合的选择码，将数据字输入（１５２）上接收的相继数据字（Ｘｍ）编码成码字输出（１５３）上的相继码字（Ｙｎ）。最大跃迁游程约束对相继码字（Ｙｎ）进行限制，使相继码字（Ｙｎ）级联成编码位流（２６０）时，该编码位流（２６０）具有最多一个在其奇数或偶数索引位位置（２６８）开始的连续跃迁和最多２个在其他奇数或偶数索引位位置（２６８）开始的连续跃迁。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及数字通信系统，尤其涉及盘片驱动器或其他数据存储系统中的编码和译码系统。数字通信系统领域中，数字信息通过通道从发送机传送到接收机。“通道”是广义术语，可包括许多不同的媒体，诸如记录媒体、电话线路和电磁波频谱。诸如磁盘驱动器等数据存储器系统中，通道包含存储媒体，数字信息发送到存储媒体存放一些时间后，进行恢复并传给接收机。典型的磁盘驱动器包含装在毂或转轴上旋转的一个或多个刚体盘。每一刚体盘具有由液体动压轴承和传感器构成的头，以便与该盘的表面连通。机电致动器使数据头在盘表面上径向移动，进行寻道操作，并且将传感器直接保持在盘片表面期望的纹道上，进行跟道操作。驱动控制器根据从主系统收到的命令控制盘片驱动器，从盘片索引信息，并将信息存放在盘片上。驱动控制器包含各种子系统，诸如与主系统通信的“主接口”、对致动器进行控制的“伺服子系统”、在存储媒体上记录数据的“写通道”和从存储媒体接收存储数据的“读通道”。信息通常存放在盘表面的同心数据纹道中。控制通过传感器的电流，在选择的数据纹道内对盘表面上的磁通点信号(反转)编码。在一种称为不归零码取反(NRZI)编码的编码中，数据纹道中从一个磁畴到下一个磁畴的磁通点信号代表数字“1”，无该点信号代表数字“0”。从盘片检索数据时，伺服子系统控制机电致动器，使数据头飞扫期望的数据道，检测该道存放的磁通点信号，并根据这些点信号产生读信号。读信号通常加以调整后，由读通道译码，以恢复磁通点信号代表的数据。典型的读通道包含自动增益控制电路、低通滤波器、模-数变换器或取样器、序列检测器和译码器。通常将通道的脉冲响应均衡为(1-D)m(1+D)n形式的适当部分响应(PR)目标，其中m和n为正整数，D为延迟算子。已开发各种PR目标，诸如2级部分响应(PR2)、4级部分响应(PR4)、4级扩充部分响应(EPR4)和强化扩充部分响应(E2PR4)等通道。以往，读通道的数据检测器采用维特比(Viterbi)检测器。维特比检测器在其输入由信号和加性高斯白噪声组成并且采用典型分度量(检测器所得信号的差错平方)时，起最大似然(ML)序列检测器的作用。然后，将检测到的位序列传给译码器，译码成原用户数据。包括盘片驱动器存储通道在内，所有的通道都在其传送的信号中引入噪声。为了对通道噪声造成的信号差错进行检测并且有时加以纠正，已开发许多编码方法。这些方法将若干数据位构成的用户数据字变换成若干码位构成的一些码字。可设计加给码字的编码约束，以避免序列容易产生差错事件，并且能使从通道接收的信号可得到检错，有时还可纠错。用户数据位数对码位数的平均比率称为该码的编码率。编码率低意味着码字中的冗余信息数量大，因而接收通道中的检错和纠错能力一般随编码率的降低而提高。然而，编码器增添的每一附加位都会使通过通道发送信号所需的时间和能量增多。已提出各种约束的建议。例如，在盘片驱动器中，使磁媒体旋转的转轴电动机的旋转速度随时间变化。这导致读出信号电压脉冲之间的时间间隔非均匀。采用馈相环(PLL)将读出定时时钟的相位和频率锁定到读出信号电压脉冲的相位和频率。为了确保有规则的更新PLL，可用一种将读出信号中连续零的个数限制到不大于最大数“K”的码。这种码称为带“K”约束的游程限制(RLL)码(run-length-limited code)。“K”值越小，PLL的性能越好。然而，K值越小，该码也难实现。码也可限制编码位流中的连续1的个数，以限制发送信号中连续跃迁相互干扰时出现的码元间干扰效应。这种码称为带“j”约束的最大跃迁游程(maximumtransition run)(MTR)码，其中“j”是通道信号中允许的最大连续跃迁数。例如为了避免3次以上连续跃迁，可设计具有MTR约束j＝2的码。虽然MTR码减少码元之间干扰，但去除大量可用码字，使其难以用高编码率实现MTR约束，并且有时不可能实现。由于数据存储器技术不断进步，希望提高数据存储器系统的空间密度或者放宽系统部件制造容限而同时保持相同密度。提高空间密度或放宽制造容限要求提高数据存储通道内的信噪比(SNR)。或者，可通过通道编码方案和调制器中的改进，尝试提高检测器角度看的有效SNR。某些数据存储器装置能模拟成低通通道。例如，磁光通道常模拟成具有高斯脉冲响应。垂直磁记录通道展现相同的响应。纵向记录通道具有一些低通特性，但较准确模拟成直流处为零低通通道。用于真正低通通道时，现有调制码比非编码通道SNR改善小或无改善。因此，希望有一种编码方案，能取得特定位差错率，同时对某些低通道SNR要求低。本专利技术针对上述和其他问题，并且提供优于已有技术的其他好处。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种数据存储通道编码器，其中包含数据字输入、码字输出和编码器，该编码器连接在数据字输入与码字输出之间，适应于根据具有最大跃迁游程和奇偶约束的组合的选择码，将数据字输入上收到的相继数据字编码成码字输出上的相继码字。最大跃迁游程约束对相继码字进行限制，使相继码字级联成编码位流时，该编码位流具有其偶数或奇数索引位位置上开始的最多1个连续跃迁和其他偶数或奇数索引位位置上开始的最多2个连续跃迁。一实施例中，奇偶约束对每组p个的相继码字在码字输出上产生至少1个奇偶位，其中p为大于零的正整数变量。例如，可用2个奇偶位，其中可包含二进制的“10”或“01”，取决于相继码字组的奇偶性。一个例子中，编码器适应于根据选择码将数据字输入上收到的3位相继数据字编码成码字输出上的4位相继码字。本专利技术的另一方面涉及将相继数据字编码成用于通过通道传输的相继码字的方法。该方法包括根据选择码将每一相继数据字映射成相应的1个码字。相继码字级联成具有多个偶数和奇数索引位位置的编码位流。对选择码施加最大跃迁游程约束，使编码位流具有在其偶数或奇数索引位位置上开始的一个连续跃迁的最大可能游程，并具有在该编码位流其他偶数或奇数索引位位置上开始的2个连续跃迁的最大可能游程。本专利技术的另一方面涉及一种数据存储读通道，用于在存储通道输出检测相继码字，该相继码字根据一种码进行编码。该读通道包含适应于检测相继码字的似然序列检测器。该检测器具有一种检测序列，该序列有效禁止检测位序列偶数或奇数索引位位置上开始的连续跃迁多于1个的存储通道输出的位序列、其他奇数或偶数索引位位置上开始的连续跃迁多于2个的通道输出位序列以及具有非允许奇偶数的通道输出位序列。本专利技术的又一方面涉及一种盘驱动器存储通道，其中包含传感器和编码器。传感器能与数据存储盘片通信。编码器连接该传感器，以便根据选择码将相继数据字编码成相继码字，构成编码位流，对该编码位流进行预编码，并将预编码位流加给传感器作为通道输入。一实施例中，编码器对相继码字进行约束，使编码位流具有最多1个编码位流中奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁和最多2个其他奇数或偶数索引位位置上开始的连续跃迁，并且在通道输入上实施选择的奇偶约束。附图说明图1为本专利技术一实施例的具有实现MTR和奇偶约束组合的存储通道的盘片驱动器的立体图。图2为本专利技术一实施例的广义通信系统框图，可在例如盘片驱动器中构成。图3为说明作为1/2T频带上频率函数的PR1、PR2和EPR2通道频率响应H(f)的曲线。图4为说明作为频率函数的PR2通道响应和Ds本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据存储通道编码器，其特征在于包含： 数据字输入； 码字输出； 编码器，连接在数据字输入与码字输入之间，适应于根据具有最大跃迁游程约束和奇偶约束组合的选择码，将数据字输入处接收的相继数据字编码成码字输出上的相继码字，其中最大跃迁游程约束对连续码字进行限制，使连续码字级联成编码位流时，该编码位流具有最多一个在其奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁，以及最多２个在其他奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BJ布里克纳，PR帕杜科恩，
申请(专利权)人：西加特技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]