CN1157713C - 具有高效分组码方案的数据存储系统 - Google Patents

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Abstract

存储设备(100)包括存储介质(102)、写入单元(108)和数据输入(112)。第一编码器(152)按数据输入(112)第一部分的函数提供一经编码数据输出。第一编码器(152)还提供一状态输出(156)。第二编码器(154)按数据输出(112)中一部分的函数和按状态输出(156)的函数提供第二经编码数据输出。第一和第二数据输出与将信息写入到存储介质(102)上的写入单元(108)相连。另外，相同技术用于一分组解码器(134)。

Description

具有高效分组码方案的数据存储系统
                              背景技术
本发明涉及盘驱动器。具体来说，本发明涉及盘驱动器数据通道中所用的分组码。
常规的盘驱动器包括一个或多个磁盘，安装在轴套或主轴上旋转。常规盘驱动器还包括一由空气垫承托着在上述各个磁盘上飞行的转换器。该转换器和空气垫合起来称为数据读写头。驱动控制器通常用来根据从主机系统接收到的命令对盘驱动器进行控制。驱动控制器控制盘驱动器从磁盘当中回放信息和向磁盘上存储信息。
在一负反馈闭环伺服系统中有一机电执行机构动作。该执行机构在整个盘表面上径向平移数据读写头进行寻轨操作，并且将转换器保持在盘表面记录轨的正上方进行轨道跟踪操作。
信息通常是经过编码后，通过向数据读写头提供写入信号，对磁盘表面上代表所要存储的数据的反转通量进行编码，存储在磁盘表面的同心圆记录轨中。从盘当中回放数据时，驱动控制器对机电执行机构进行控制，使得数据读写头在磁盘上飞行，检测磁盘上的反转通量，并根据那些反转通量生成读出信号。该读出信号通常经过调整后，由一读出通道或驱动控制器解码，来恢复磁盘上所存储的反转通量所代表的数据，接着在数据读写头所提供的读出信号当中予以表现。
由这一盘驱动器代表的通信通道，包括：对用户输入数据进行编码的编码器、数据读写头、介质(例如磁盘或光盘)，(诸如放大器、滤波器、增益回路、取样器、定时回路以及时钟发生器等)预调整逻辑电路，数据检测器，以及对所检测的数据进行解码、提供一输出表示所预计的用户数据的解码器。
通常有两类用于通信通道的编码技术。这些是分组编码技术和卷积编码技术。分组码技术通常用于盘驱动器，很适合对突发性误码进行纠错，并向经过编码的数据施加有利于后续数据处理的某些特性(约束)。有一种分组码，为游程有限长度(Run-Length-Limited；RLL)码，它限制一串序列中发生的通量变动数目。高级数据存储系统往往采用与RLL编码相串接的纠错编码。
可采用与分组大小有关的2个数据表，实施码率为m/n的分组编码器和解码器，按分组对数据进行编码。该编码器由2m×n个数据表项的数据表所形成，解码器则由2n×m个数据表项的数据表所形成。但对于m和n的大数值来说，数据表变得过大，而无法在盘驱动器存储系统中实际实施。
用来在所具有的m和n为相对较大值的系统中实施分组编码的一种方法，是仅对各个数据字的一部分进行编码。数据字余下部分则不进行编码。例如，实施16/17码率的码的常规技术，不对前8位进行编码，而将余下的8位编码为9位。按此方式，编码器的复杂度与8/9码率的编码器相当。缺点在于，有8位未经编码便通过，因而无法用来实施诸如游程长度有限等代码约束。
本发明对上述问题提供一解决方案，并且优于现有技术。
                              发明概述
本发明涉及具有解决上述问题的分组编码器的存储系统。
按照本发明一实施例，存储设备包括一存储介质和处于该存储介质邻近位置、响应一写入信号输入将信息写入该存储介质的写入元件。所提供的数据输入具有多个数据输入位。第一编码器与数据输入相连，并包括作为多个数据输入位第一部分函数的第一经编码数据输出以及一状态输出。第一经编码数据输出与写入元件的写入信号输入相连。第二编码器与该数据输入相连，并包括作为多个数据输入位第二部分函数的第二经编码数据输出以及状态输出。第二经编码数据输出与写入元件的写入信号输入相连。
另一实施例中，存储设备包括一存储介质和处于该存储介质邻近位置、从该存储介质读出信号并提供一读出信号输出的读出元件。第一解码器与该读出元件相连，并包括作为该读出信号输出第一部分函数的第一经解码数据输出以及一状态输出。第一经解码数据输出与系统输出相连。第二解码器与读出元件相连，并包括作为读出信号输出和状态输出的函数的第二经解码数据输出。第二经解码数据输出与系统输出相连。
本发明第一方面的通信通道，其特征在于，包括：
介质；
响应接收到的数据经编码位向介质输出信息的输出单元；
具有多个数据输入位的数据输入；
第一编码器，包括一状态号输出和按输入数据流的多个数据位当中第一部分各位的函数输出经编码各位的第一经编码数据输出，第一经编码数据输出与输出单元相连；以及
第二编码器，包括按输入数据流的多个数据位当中第二部分各数据位的函数和按状态号输出的函数输出数据经编码各位的第二经编码数据输出，第二经编码数据输出与输出单元相连。
按照本发明第二方面，第一方面的通信通道，其特征在于，第一或第二编码器包括一查询数据表，配置成在编码器输入和输出之间映射数据。
按照本发明第三方面，第一方面的通信通道，其特征在于，第一和第二编码器包括一通过响应在编码器输入和输出之间转换数据的算法。
按照本发明第四方面，第一方面的通信通道，其特征在于，第一编码器和第二编码器包括第一和第二经编码数据输出的码字数据表，该码字经过选择以给出所需的最小码字能量。
按照本发明第五方面，第一方面的通信通道，其特征在于，状态号输出在第一经编码数据输出和第二经编码数据输出之间联系，以有选择地对输出单元的输出进行约束。
本发明第六方面的通信通道，其特征在于，包括：
介质；
接收来自介质的信息，并通过响应提供具有多个数据位的所接收信号的输入单元；
一数据输出；
第一解码器，通过响应向该数据输出输出第一经解码数据输出和按多个数据位第一部分的函数输出一状态号输出；以及
第二解码器，通过响应按多个数据位第二部分的函数和按状态号输出的函数向该数据输出输出第二经解码数据输出。
按照本发明第七方面，第六方面的通信通道，其特征在于，第一或第二解码器包括一查询数据表，配置成在解码器输入和输出之间映射数据。
按照本发明第八方面，第六方面的通信通道，其特征在于，第一解码器和第二解码器包括第一和第二经解码数据输出的码字数据表，该码字经过选择以给出所需的最小码字能量。
按照本发明第九方面，第六方面的通信通道，其特征在于，第一和第二解码器包括一通过响应在解码器输入和输出之间转换数据的算法。
按照本发明第十方面，第一或第六方面的通信通道，其特征在于，介质包括一存储介质。
通过阅读下面的具体说明和有关附图，具有本发明特点的上述特征以及优点将变得更为清楚。
                              附图简要说明
图1是本发明数据存储系统的简化框图。
图2是现有技术分组编码器的示意图。
图3是现有技术分组解码器的示意图。
图4是本发明一实施例分组编码器的示意图。
图5是本发明一实施例分组解码器的示意图。
图6是本发明第二实施例一编码器的框图。
图7是本发明第二实施例一解码器的框图。
实施发明的最佳方式
现参见图1，示出的是本发明盘驱动器存储系统100的简化框图。系统100可以是包括磁、光、磁光方式在内的任意类型存储设备。系统100包括盘102、经开关110与转换头108相连的读出电路104和写入电路106。转换头108位于盘102数据表面的上方，较佳实施例中包括一以磁方式读出和写入经编码信息的读写头。从输入电路112接收到的信息通过写入电路106将一写入信号送至转换头108，写入到盘102上。在读出回放期间，由转换头108生成一信号表示盘102上所存储数据信号，并送至读出电路104。读出电路104对数据信号中载送的数据进行解码，并通过输出电路114提供一输出。
读出回放所存储信息期间，可利用公知数据编码技术在将信息记录到盘102上时做到可以检测误码，并且在某些场合可以纠错。写入电路106包括编码部120和放大电路122。编码部120通常与一分组编码器124和一PR4预编码器126一起示出。读出电路104包括放大器130和解码部131。按照本发明，解码部131通常包括部分响应最大似然性(PRML)检测部132和分组解码器134。下面更为具体地说明本发明的分组编码器124和分组解码器134。第4类部分响应(PR4)预编码器126提供对数据进行对PRML通道有用的编码。
按本发明工作的分组编码器124和分组解码器134，不需要现有技术所需的大容量查询数据表，便能对长数据字所有位进行高效编码和解码。按照本发明，分组编码器124和分组解码器134分割数据字来减小编码和解码的复杂度。该项技术适用于实施诸如16/17以上码率等较高码率的码，并在这些码后面接有用于PRML通道的PR4预编码器126时对这些码加入有用的特性。
实施本发明分组码时，可以施加各种代码限制。在一较佳实施例中，所施加的代码限制包括下列特性：
g：总体游程长度有限(RLL)约束。在编码序列中任何位置处的最大0游程长度。
i：交织RLL约束。每一交织的最大0游程长度。
最大误码传播：因单个最小距离误码事件所造成的误码字节数目。
最小代码能量：编码码型中为1的数目。这表示各个码字的定时信息量。
利用较佳实施例，可以获得下列限制：
    g     i     最大误码传输(字节)     最小代码能量
    4     7     3     4
    5     6     3     6
    6     6     3     7
                        表1
图2和图3分别是现有技术16/17码率分组编码器和解码器的框图。图2的16/17码率分组编码器接收一输入的16个数据位(D0-D15)，并利用216×17查询数据表提供一17个代码位输出(位C0-C16)。同样，如图3所示，利用217×16查询数据表将17个数据位(C0-C16)解码为16个数据位(D0-D15)。该现有技术方法提供的尽管是所需的代码输出，但需要在大多数系统中属于效率低而且可能不实用的相对大容量查询数据表。
图4是本发明一实施例分组编码器124的示意图。分组编码器124包括第一(A部)编码器152和第二(B部)编码器154。该较佳实施例将输入数据分割为2部分。与图2中D8-D15位所对应的数据位A0-A7(即8位)送至编码器152。与图2中D0-D7位所对应的数据位B0-B7(即8位)送至编码器154。编码器152提供第一经编码数据输出，该输出具有与图2中C0-C6位相对应的Y0-Y6位。同样，编码器154提供一经编码数据输出信号，该输出信号具有与图2中C7-C16位相对应的Z0-Z9位。
编码器152向编码器154提供一状态号输出156。编码器154所包括的数据表具有3组10位的码字，每一组分配给一状态号(0，1或2)。每一10位组有256个码字。这样，1024个可能的码字当中仅有3×256＝768个码字为编码器154所用。较为理想的情况下，选择这些未用的码字，以结合编码器152提供较佳代码特性。
编码器152的数据表其每一表项为7位码字以及传送至编码器154的2位状态号。对于编码器152的码字来说，有127个可能的非零值。这样，便有3×127＝381种编码器152的码字和相应状态号的可能组合。但编码器152仅仅需要256个表项，因而可以消除某些A部码字，和/或禁止某些B部状态和A部码字。
图5是分组解码器134的示意图。解码器134包括第一(B部)解码器162和第二(A部)解码器164。解码器162接收10个数据位(Z0-Z9)，并提供8个经解码数据位(B0-B7)和一状态号输出166。解码器164接收到7个数据位(Y0-Y6)以及解码器162输出的状态号，并提供一8个数据位输出(A0-A7)。对于所示例，解码器162是210×(8+2)(8位数据和2位状态)数据表，而解码器164则是3×27×8数据表。
较佳解码器方案中一重要特性是，Y0-Y6位中某一误码只会影响经解码数据的单一字节(经解码位A0-A7)。由于将解码器的误码传播限制为最大3字节，因而该方案较理想。长度为8位或少于8位的误码事件保证仅影响3字节数据。可通过消除某些A部码型来限制较长的误码事件，例如在某一码字的B部当中开始、而在下一码字的B部当中结束的误码事件。对于用EPR4的实施例而言，足以消除任一交织中全为零的所有A部码型。
而且，较好是通过使状态号的判定与位于该码字末端附近的任何位无关，来减小误码传播达2字节的概率。举例来说，若状态号可由Z5-Z9位唯一判定，Z0-Z4位的任何误码便不会影响A部的解码。这样，6位或少于6位的误码事件只可能破坏2字节，从而保证13位或以下的误码事件只影响3字节数据。
而且，可以利用编码器152的编码数据表中包括的码字顺序来确保各个字的最小代码能量。此外，对B部码字的分组也应考虑以确保一最小代码能量。可以具有表2给出的最小代码能量状态。
    状态     B部最小代码能量
    0     3
    1     4
    2     5
             表2
然后可以对A部码字的顺序和B部状态进行限制，以保证该组合码能量(A部和B部的代码能量之和)也为7或更大，如下面表3所示。
    A部代码能量     有效状态迁移
    2     2
    3     1或2
    4     0，1或2
              表3
作为另一例，若每一B部码字的最小代码能量为4，且每一A部码字的最小代码能量为3，也可达到7的最小代码能量(汉明权重)。
一较佳实施例中，实施的是一具有最小汉明权重为7的16/17(0，6/6)码。表4是用作图4中编码器152的数据表，示出数据输入以及相应码字输出(CW)和状态号输出(Nx St)。
〖最小汉明权重为3的16/17(0，6/6)码的7位码字映射状态图〗
 数据  CW   Nx St   数据   CW   Nx St   数据   CW   Nx St   数据   CW  Nx St
 000102030405060708090A0B0C0D0E0F  0E162636465666766162630B650D0E0F   S0S0S0S0S0S0S0S0S0S0S0S1S0S1S1S1   404142434445464748494A4B4C4D4E4F   4E2B3A432D39464725494A4B4C4D4E4F   S0S0S0S1S0S0S1S1S0S1S1S1S1S1S1S1   808182838485868788898A8B8C8D8E8F   0F172737475767777172730B750D0E0F   S0S0S0S0S0S0S0S0S0S0S0S2S0S2S2S2   C0C1C2C3C4C5C6C7C8C9CACBCCCDCECF   4F6B7A435D79464735494A4B4C4D4E4F   S0S0S0S2S0S0S2S2S0S2S2S2S2S2S2S2
 101112131415161718191A1B1C1D1E1F  1E1B1A131D19161723191A1B1C1D1E1F   S0S0S0S1S0S0S1S1S0S1S1S1S1S1S1S1   50515253545S565758595A5B5C5D5E5F   5E3B52533D29565758595A5B5C5D5E5F   S0S0S1S1S0S0S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1   909192939495969798999A9B9C9D9E9F   1F5B5A135D59161743191A1B1C1D1E1F   S0S0S0S2S0S0S2S2S0S2S2S2S2S2S2S2   D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9DADBDCDDDEDF   5F7B52537D69565758595A5B5C5D5E5F   S0S0S2S2S0S0S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2
 2021222324252627  2E0B6A230D252627   S0S0S0S1S0S1S1S1   6061626364656667   6E61626364656667   S0S1S1S1S1S1S1S1   A0A1A2A3A4A5A6A7   2F4B4A234D252627   S0S0S0S2S0S2S2S2   E0E1E2E3E4E5E6E7   6F61626364656667   S0S2S2S2S2S2S2S2
〖最小汉明权重为3的16/17(0，6/6)码的7位码字映射状态图〗
   数据   CW  Nx St  数据   CW  Nx St  数据     CW   Nx St    数据     CW   Nx St
    28292A2B2C2D2E2F   3329322B2C2D2E2F   S0S1S0S1S1S1S1S1   68696A6B6C6D6E6F   68696A6B6C6D6E6F   S1S1S1S1S1S1S1S1   A8A9AAABACADAEAF     5329522B2C2D2E2F     S0S2S0S2S2S2S2S2     E8E9EAEBECEDEEEF     68696A6B6C6D6E6F     S2S2S2S2S2S2S2S2
    303132333435363738393A3B3C3D3E3F   3E3132333435363738393A3B3C3D3E3F   S0S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1   707172737475767778797A7B7C7D7E7F   7E7172737475767778797A7B7C7D7E7F   S0S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1S1   B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9BABBBCBDBEBF     3F3132333435363738393A3B3C3D3E3F     S0S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2     F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9FAFBFCFDFEFF     7F7172737475767778797A7B7C7D7E7F     S0S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2S2
                                                       表4
同样，表5是状态号156为0时图4编码器154所用的编码数据表。表6是状态号156为1时的编码数据表。表7是状态号156为2时的编码数据表。
〖最小汉明权重为4的16/17(0，6/6)码的10位码字状态0〗
0X1X2X3X4X5X6X7X8X9XAXBXCXDXEXFX    0    1    2      3    4    5    6    7    8    9    A    B      C      D    E      F
  02F  04D  04E    04F  097  096  095  207  038  03C  039  03A    03F    20D  20E    20F071  05D  05E    213  067  066  216  217  048  219  21A  21B    21C    21D  21E    21F072  06D  06E    06F  087  225  226  227  058  05C  059  05A    22C    22D  22E    22F073  231  232    233  234  235  236  237  236  239  23A  23B    23C    23D  23E    23F074  02D  02E    243  057  056  246  247  063  249  24A  24B    24C    24D  24E    24F075  03D  252    253  037  036  256  257  258  259  25A  25B    25C    25D  25E    25F076  261  262    263  264  265  266  267  268  269  26A  26B    26C    26D  26E    26F077  271  272    273  274  275  276  277  278  279  27A  27B    27C    27D  27E    27F078  08D  08E    08F  047  285  285  287  06B  06C  069  06A    28C    28D  28E    28F079  291  292    293  294  295  296  297  298  299  29A  29B    29C    29D  29E    29F07A  09D  09E    09F  2A4  2A5  2A6  2A7  09B  09C  099  09A    2AC    2AD  2AE    2AF07B  2B1  2B2    2B3  2B4  2B5  2B6  2B7  2B8  2B9  2BA  288    2BC    2BD  2BE    2BF07C  2C1  2C2    2C3  2C4  2C5  2C6  2C7  2C8  2C9  2CA  2CB    2CC    2CD  2CE    2CF07D  2D1  2D2    2D3  2D4  2D5  2D6  2D7  2D8  2D9  2DA  2DB    2DC    2DD  2DE    2DF07E  2E1  2E2    2E3  2E4  2E5  2E6  2E7  2E8  2E9  2EA  2EB    2EC    2ED  2EE    2EF07F  2F1  2F2    2F3  2F4  2F5  2F6  2F7  2F8  2F9  2FA  2FB    2FC    2FD  2FE    2FF
                                               表5
〖最小汉明权重为4的16/17(0，6/6)码的10位码字状态1〗
0X1X2X3X4X5X6X7X8X9XAXBXCXDXEXFX    0    1    2    3    4    5    6    7    8    9    A      B      C      D      E      F
  0B5  0B4  0B7  0B6  0C6  0C7  0C9  107  0A5  0A6  0A7    10B    0B1    10D    10E    10F0D1  0B8  0B9  113  0CA  0CB  116  117  0AC  119  11A    11B    11C    11D    11E    11F0D2  0BC  0BD  123  0C5  125  126  127  0AD  129  12A    12B    12C    12D    12E    12F0D3  131  132  133  134  135  136  137  138  139  13A    13B    13C    13D    13E    13F0D4  0BA  0BB  143  0CC  0C0  146  147  0AE  149  14A    14B    14C    14D    14E    14F0D5  0B2  152  153  0CE  0CF  156  157  158  159  15A    15B    15C    15D    15E    15F0D6  161  162  163  164  165  166  167  168  169  16A    168    16C    16D    16E    16F0D7  171  172  173  174  175  176  177  178  179  17A    17B    17C    17D    17E    17F0D8  0BE  0BF  183  0C3  185  186  187  0AF  189  18A    18B    18C    18D    18E    18F0D9  191  192  193  194  195  196  197  198  199  19A    19B    19C    19D    19E    19F0DA  1A1  1A2  1A3  1A4  1A5  1A6  1A7  1A8  1A9  1AA    1AB    1AC    1AD    1AE    1AF0DB  1B1  1B2  1B3  1B4  1B5  1B6  1B7  1B8  1B9  1BA    1BB    1BC    1BD    1BE    1BF0DC  1C1  1C2  1C3  1C4  1C5  1C6  1C7  1C8  1C9  1CA    1CB    1CC    1CD    1CE    1CF0DD  1D1  1D2  1D3  1D4  1D5  1D6  1D7  1D8  1D9  1DA    1DB    1DC    1DD    1DE    1DF0DE  1E1  1E2  1E3  1E4  1E5  1E6  1E7  1E8  1E9  1EA    1EB    1EC    1ED    1EE    1EF0DF  1F1  1F2  1F3  1F4  1F5  1F6  1F7  1F8  1F9  1FA    1FB    1FC    1FD    1FE    1FF
                                                  表6
〖最小汉明权重为4的16/17(0，6/6)码的10位码字状态2〗
0X1X2X3X4X5X6X7X8X9XAXBXCXDXEXLLFX   0      1      2      3      4      5      6      7      8      9      A      B      C      D      E      F
 0E1    0E4    0E2    303    0E6    0EC    306    307    0E3    309    30A    30B    30C    30D    30E    30F0F1    0E5    312    313    0E9    0ED    316    317    318    319    31A    31B    31C    31D    31E    31F0F2    321    322    323    324    325    326    327    328    329    32A    32B    32C    32D    32E    32F0F3    331    332    333    334    335    336    337    338    339    33A    33B    33C    33D    33E    33F0F4    0E6    342    343    0EA    0EE    346    347    348    349    34A    34B    34C    34D    34E    34F0F5    0E7    352    353    0EB    0EF    356    357    358    359    35A    35B    35C    35D    35E    35F0F6    361    362    363    364    365    366    367    368    369    36A    36B    36C    36D    36E    36F0F7    371    372    373    374    375    376    377    378    379    37A    37B    37C    37D    37E    37F0F8    381    382    383    384    385    386    387    388    389    38A    38B    38C    38D    38E    38F0F9    391    392    393    394    395    396    397    398    399    39A    39B    39C    39D    39E    39F0FA    3A1    3A2    3A3    3A4    3A5    3A6    3A7    3AB    3A9    3AA    3AB    3AC    3AD    3AE    3AF0FB    3B1    3B2    3B3    3B4    3B5    3B6    3B7    3B8    3B9    3BA    3BB    3BC    3BD    3BE    3BF0FC    3C1    3C2    3C3    3C4    3C5    3C6    3C7    3C8    3C9    3CA    3CB    3CC    3CD    3CE    3CF0FD    3D1    3D2    3D3    3D4    3D5    3D6    3D7    3D8    3D9    3DA    3DB    3DC    3DD    3DE    3DF0FE    3E1    3E2    3E3    3E4    3E5    3E6    3E7    3E8    3E9    3EA    3EB    3EC    3ED    3EE    3EF0FF    3F1    3F2    3F3    3F4    3F5    3F6    3F7    3F8    3F9    3FA    3FB    3FC    3FD    3FE    3FF
                                                     表7
也可以采用组合逻辑来替代查询数据表实施本发明。图6示出一编码器200的框图，产生最小汉明权重为7的16/17码率的码，且对于整个编码序列游程长度有限约束为6和对于该序列中每一交织的游程长度有限约束为6。编码器200分为两部分，即A部和B部。A部包含代码测试器(A)202和编码器(A)204，而B部包含代码测试器(B)206和编码器(B)208。
编码器(A)204沿输入总线220接收一16位输入数据字(D15:0)的8个最高有效位(D15-D8)。这8位在编码器(A)204中标注为A7:0，为8位数据串A7A6A5A4A3A2A1A0的简写形式。沿总线222代码测试器(A)202中接收的是编码器(A)204所接收到的8位当中的最低7位有效位，在代码测试器(A)202中标注为WA6:0。
代码测试器(A)202生成一输出TA 203，输入至编码器(A)204。编码器(A)204根据TA203和输入A7:0，在输出总线210上生成7代码位Y6:0。编码器(A)204还生成3个状态变量S0，S1和S2以及2个B部位WB8和WB9。
B部位WB8和WB9分别沿线路216和218输入至代码测试器(B)206。代码测试器(B)206还沿输入数据总线224接收输入数据字的最低8位有效位(D7-D0)。这些位在代码测试器(B)206中标注为输入位WB7:0。代码测试器(B)206根据输入WB7:0，WB8和WB9，生成一输出TB 214，输入至编码器(B)208。
除了接收TB 214以外，编码器(B)208还分别沿线路228、230和232接收状态变量S0，S1和S2，并沿输入总线226接收输入数据字的最低8位有效位(D7-D0)。编码器(B)208内，输入数据字的最低8位有效位标注为B7:0。编码器(B)208根据所有输入数值，沿输出总线212生成10个输出码位Z9:0。
代码测试器(A)202、编码器(A)204、代码测试器(B)206和编码器(B)208所用的组合逻辑利用下列符号说明如下。
“|”表示按位进行逻辑OR(逻辑“或”)；
“&”表示按位进行逻辑AND(逻辑“与”)；
“+”表示一算术和；
“^”表示进行逻辑XOR(逻辑“异或”)；
“X”表示X的反码；
另外，这些等式当中，下标数字的记述由单个字符记述替代。这样，在下列等式中，S0便表示为S0，B1表示为B1等。
代码测试器(A)202利用下列等式，根据输入WA6:0生成输出TA 203(这里，Eq.1表示式1，其他类同)：
UA0＝WA6|WA5|WA4|WA3    Eq.1
UA1＝WA3|WA2|WA1|WA0    Eq.2
UA2＝WA6|WA4|WA2|WA0    Eq.3
UA3＝WA5|WA3|WA1        Eq.4
{HWA＝WA6+WA5+WA4+WA3+WA2+WA1+WA0
若 (HWA＞2)
    UA4＝1
否则UA4＝0
                    }                    Eq.5
TA＝UA0&UA1&UA2&UA3&UA4                  Eq.6
编码器(A)204在下列式7至式29中利用输入位A7:0和TA 203生成一输出210(Y6:0)。
NH0＝ A7& A6& A5& A4                   Eq.7
NH8＝A7& A6& A5& A4                     Eq.8
NL1＝ A3& A2& A1&A0                     Eq.9
NL2＝ A3& A2&A1& A0                     Eq.10
NL4＝ A3&A2& A1& A0                     Eq.11
NL5＝ A3&A2& A1&A0                       Eq.12
GA＝ A3& A2& A1& A0                    Eq.13
HA＝(A6|A5|A4)&(NL4|NL1)                   Eq.14
JA＝(A6|A5|A4)&(NL5|NL2)                   Eq.15
KA＝( A6& A5& A4)&( A3&(A2|A1|A0))     Eq.16
LA＝A3&(NH8|NH0)                           Eq.17
MA＝(A6|A5|A4)&A3                          Eq.18
YY6＝(KA&A2)|LA|(MA&(A7& A6))             Eq.19
Y6＝(TA&A6)|( TA&((GA&A6)|
    (HA&A7)|(JA&(A7|( A7&A5)))|YY6))      Eq.20
YY5＝(KA&A1)|LA|(MA&( A7|A6))             Eq.21
Y5＝(TA&A5)|( TA&((GA&A5)|
    (HA&A6)|(JA&(A6|( A7&A5)))|YY5))      Eq.22
YY4＝(KA&A0)|(LA&A7)|(MA&(A5|(A7&A6)))     Eq.23
Y4＝(TA&A4)|( TA&((GA&A4)|
    (HA&A4)|(JA&(A6^A4))|YY4))             Eq.24
Y3＝(TA&A3)|( TA&(GA|HA|JA))              Eq.25
Y2＝(TA&A2)|( TA&(GA|(HA&A2)|
     KA|(LA&A2)|(MA&A6)))                  Eq.26
Y1＝(TA&A1)|( TA&(GA|((HA|LA)&A0)|
    ((JA|LA)&A1)|KA|(MA& A6)))            Eq.27
YY0＝(KA&A7)|(LA& A0)|(MA& A1)           Eq.28
Y0＝(TA&A0)|( TA&(((GA|KA)&A7)
    |HA|(JA&A0)|YY0))                      Eq.29
编码器(A)204利用下列等式生成状态变量S0，S1和S2。
S2＝A7&TA                                 Eq.30
S1＝ A7&TA                               Eq.31
S0＝ TA                                  Eq.32
编码器(A)204利用下列等式生成WB8和WB9位。
WB9＝S2|S0                               Eq.33
WB8＝S2|S1                               Eq.34
代码测试器(B)206在下列等式中利用输入数据字的输入位WB7:0和编码器(A)204输出的WB8和WB9位，生成输出TB 214。
UB0＝WB9|WB8|WB7|WB6|WB5                 Eq.35
UB1＝WB8|WB7|WB6|
     WB5|WB4|WB3|WB2                     Eq.36
UB2＝WB7|WB6|WB5|
     WB4|WB3|WB2|WB1                     Eq.37
UB3＝WB3|WB2|WB1|WB0                     Eq.38
UB4＝WB7|WB5|WB3|WB1                     Eq.39
UB5＝WB8|WB6|WB4|WB2                     Eq.40
Figure C9880806600161
 
Figure C9880806600162
若
      (HWB＞3)
      UB6＝1
否则
      UB6＝0
                                    }    Eq.41
TB＝UB0&UB1&UB2&UB3&
    UB4&UB5&UB6                          Eq.42
编码器(B)208在下列等式中利用输入数据字的最低8位有效位(B7:0)，三个状态变量S0，S1和S2，以及TB 214，生成输出位212(Z9:0)。
NH0＝ B7& B6& B5& B4                       Eq.43
GB＝(B7|B6|B5|B4)&( B3& B2& B1& B0)        Eq.44
HB＝( TB&S2& GB)                             Eq.45
JB＝( TB&S1& GB&(( B3& B2)|(B3&B2)))       Eq.46
KB＝( TB&S1&(B3^B2))                          Eq.47
LB＝( TB&S0&B3& B2)                          Eq.48
MB＝( TB&S0& B3&B2)                          Eq.49
NB＝( TB&S0& GB&(( B3& B2)|(B3&B2)))       Eq.50
Z9＝(TB&(S2|S0))                               Eq.51
Z8＝(TB&(S1|S2))                               Eq.52
ZZ7＝(MB& B7& B6& B4)|(NB&B7)               Eq.53
Z7＝(TB&B7)|( TB&(ZZ7|((S2|S1)&GB)|
     HB|JB|KB|(LB&B7&B5)))                     Eq.54
ZZ6＝(MB&((B6^B4)|B7))|
     (NB& B7& B6&(B1|B0))                    Eq.55
Z6＝(TB&B6)|( TB&(Z6|GB|HB|(KB&B2)|
    (LB&(B6|B4|(B7^B5)))))                     Eq.56
ZZ5＝(MB&B4)|(NB&(B6|(B5& B7)|( B1& B0)))   Eq.57
Z5＝(TB&B5)|( TB&(Z5|((S2|S0)&GB)|
    HB|JB|(KB&B3)|(LB& B5& B4)))             Eq.58
ZZ4＝(MB&(( B7& B5& B4)|B6))|
     NB&(B4|B3|(B7&B5)))                         Eq.59
Z4＝(TB&B4)|( TB&(ZZ4|GB|JB|
    (LB&(B5|( B7& B6& B4)))))                 Eq.60
ZZ3＝(KB&((B2&(B6|B4|B1))|
     (B3&(B7|B6|B5|B4))))|(LB& B6)|NB           Eq.61
Z3＝(TB&B3)|( TB&(Z3|(GB&B7)|
    (HB&B2)|(JB&(B7|B5|(B6^B4)))))               Eq.62
ZZ2＝(KB&(( B7% B1&(B6| B4))|B3))|
     (LB& B1&B0)|MB|NB                          Eq.63
Z2＝(TB&B2)|( TB&(ZZ2|(GB&B6)|
    (HB&B0)|(JB&(B7|B5|(NH0& B3)))))            Eq.64
ZZ1A＝(LB&((B1&B0)|( B1& B0)))|
      (MB& B1)|(NB&(B1|( B1& B0)))            Eq.65
ZZ1＝(KB&((B2& B5& B1&( B6|B4))|
     (B3&(B7|B6|B1|B0))))|ZZ1A                   Eq.66
Z1＝(TB&B1)|( TB&(ZZ1|(GB&B5)|(HB&(B6|
    B3|B1))|(JB&(B7|B6|(NH0&B1)))))              Eq.67
ZZ0A＝(LB& B0)|(MB& B0)|(NB&(B0|( B1& B0)))  Eq.68
ZZ0＝(KB&((B2&(B7|B5|B1|B0))|
     (B3&(B7|B5|B1|(NH0& B0)))))|ZZ0A           Eq.69
Z0＝(TB&B0)|( TB&(Z0|(GB&B4)|
    (HB&(B4|( B2& B1& B0)))|(JB& B0)))       Eq.70
7个输出位210(Y6:0)和10个输出位212(Z9:0)串接在一起，形成一17位码字。
图7是对编码器200生成的码字进行解码的解码器250的框图。解码器250包括A部和B部，A部包括代码测试器(A)252和解码器(A)254，B部包括代码测试器(B)256和解码器(B)258。
每一码字的最低10位有效位(Z9:0)沿输入总线260输入至解码器250的B部。代码测试器(B)256沿输入总线262接收相同的10个码位，但此10位标注为WB9:0。代码测试器(B)256用上面说明的式35至式42，利用这些输入位生成输出TB 264。这样，代码测试器(B)256便包含与图6中代码测试器(B)206相同的组合逻辑。该代码测试电路206可以由编码器(图6)和解码器(图7)共用。
输出TB 264与码字的最低10位有效位(Z9:0)一起输入至解码器(B)258。解码器(B)258利用这些输入生成分别沿线路266、268和270的状态输出S0，S1和S2，线路272上的无效码字指示符FB，以及沿输出总线274的经还原数据字的最低8位有效位(B7:0)。无效码字指示符FB仅仅为TB 264的反码，而变量S0，S1和S2，以及数据位B7:0可利用下列等式生成还原。
P0＝( Z7|( Z6& Z5))&( Z6| Z5| Z4)  Eq.71
GZ＝Z6&Z4&(Z7|Z5)                        Eq.72
HZ＝Z7&Z6&Z5& Z4                        Eq.73
JZ＝Z7& Z6&Z5&Z4                        Eq.74
KZ＝Z7& Z4&(Z6^Z5)                      Eq.75
LZ＝P0&((Z3&( Z2|( Z1& Z0)))
    |( Z3& Z2))                        Eq.76
MZ＝P0&( Z3&Z2)                         Eq.77
NZ＝P0&(Z3&Z2&(Z1|Z0))                   Eq.78
BB7＝(LZ&(Z7|(Z6&Z5&Z3)))|
     (MZ& Z7&Z6& Z5& Z4)|(NZ&Z7)      Eq.79
B07＝BB7|(GZ&Z3)|(JZ&Z3&Z2&Z1)|
     (KZ&(( Z3& Z2)|(Z5&Z3&Z1&Z0)))    Eq.80
BB6A＝(LZ& Z3)|(MZ& Z7&Z4)|
      (NZ& Z6&Z5&( Z1| Z0))           Eq.81
BB6＝BB6A|(KZ&(( Z5&Z3&Z2)|
     (Z5&Z3&Z1& Z0)))                   Eq.82
B06＝BB6|(GZ&Z2)|(HZ&Z1&(Z3|Z2))
     |(JZ& Z2&Z1)                       Eq.83
BB5A＝(LZ&(Z7|(Z6&Z4)))|(MZ&Z7& Zn4)
      |(NZ&((Z7&Z4)|(Z6&Z5)))            Eq.84
BB5＝B5A|(KZ&((Z2& Z1&Z0)&((Z6& Z3)
     |(Z5&Z3))))                         Eq.85
B05＝BB5|(GZ&Z1)|(JZ&Z3&Z2& Z1)         Eq.86
BB4A＝(LZ&(Z6& Z5& Z4))|(MZ&Z5)|
      (NZ&Z4&(Z6|( Z7& Z1)))           Eq.87
BB4＝BB4A|(KZ&((Z6&Z3&Z1)|
     (Z5& Z1& Z0)))                    Eq.88
B04＝BB4|(GZ&Z0)|(HZ&Z0&
     (Z3|Z2))|(JZ& Z2&(Z3^Z1))          Eq.89
BB3＝(LZ)|(NZ&Z5&Z4&Z1)                  Eq.90
B03＝BB3|(HZ& Z3& Z2&Z1&Z0)|
     (JZ& Z3& Z2& Z1&Z0)|(KZ&Z5)      Eq.91
BB2＝(MZ)|(NZ&Z5&Z4&Z1)                  Eq.92
B02＝|(HZ&Z3)|
     (JZ& Z3& Z2& Z1&Z0)|(KZ&Z6)      Eq.93
BB1A＝(LZ&(Z3& Z2&( Z1| Z0)))|
      (MZ& Z1)|(NZ&Z1&(Z7|Z6| Z0))     Eq.94
BB1＝BB1A|(KZ&((Z6& Z2& Z1)|
     (Z5& Z3&Z1&Z0)))                   Eq.95
B01＝BB1|(HZ& Z3& Z2&Z1& Z0)|
     (JZ&(( Z3&Z2&Z1)|(Z3&Z0)))         Eq.96
BB0A＝(LZ& Z0)|(MZ& Z0)|
      (NZ&Z0&(Z7|Z6| Z1))               Eq.97
BB0＝BB0A|(KZ&((Z6&Z0&((Z1&Z2)|
     (Z3&(Z1|Z2))))|(Z5& Z3&Z1& Z0)))  Eq.98
B00＝BB0|(HZ&Z2)|(JZ& Z0)               Eq.99
ZZ＝ Z9& Z8                            Eq.100
S2＝(Z9&Z8)|(ZZ&Z7&Z6&Z5)                Eq.101
S1＝( Z9&Z8)|(ZZ&(Z7&(Z6^Z5)))          Eq.102
S0＝(Z9& Z8)|(ZZ&( Z7|( Z6& Z5)))    Eq.103
B7＝(ZZ&B07)|( ZZ&Z7)                   Eq.104
B6＝(ZZ&B06)|( ZZ&Z6)                   Eq.105
B5＝(ZZ&B05)|( ZZ&Z5)                   Eq.106
B4＝(ZZ&B04)|( ZZ&Z4)                   Eq.107
B3＝(ZZ&B03)|( ZZ&Z3)                   Eq.108
B2＝(ZZ&B02)|( ZZ&Z2)                   Eq.109
B1＝(ZZ&B01)|( ZZ&Z1)                   Eq.110
B0＝(ZZ&B00)|( ZZ&Z0)                   Eq.111
代码测试器(A)252沿输入总线276接收在代码测试器(A)252中表示为WA6:0的码字最高7位有效位。代码测试器(A)252利用上面说明的式1至式6以及各输入位生成输出TA 278，并将它提供给解码器(A)254。这样，代码测试器(A)252便包含与图6中代码测试器(A)202相同的组合逻辑。
解码器(A)254还分别沿输入总线280接收码字的最高7位有效位(Y6:0)，沿线路266、268和270接收解码器(B)258输出的状态变量S0，S1和S2。解码器(A)254利用这些输入数值，分别沿输出总线282和线路284，生成经还原的数据字的最高8位有效位(A7:0)和一无效码字指示符FA。
无效码字指示符FA只是代码测试器(A)252输出的TA 278的反码。经还原数据位A7:0利用下列等式进行判定。
GY＝Y3&Y2&Y1                             Eq.112
HY＝Y3&Y0&(Y2^Y1)                        Eq.113
JY＝Y3& Y2&(Y1^Y0)                      Eq.114
KY＝Y3&Y2&Y1                             Eq.115
LY＝Y6&Y5& Y3&( Y2| Y1)               Eq.116
MY＝Y3& KY& LY                         Eq.117
A07＝(GY|KY)&Y0)|(HY&Y6)|(JY&Y6&(Y4| Y5| Y1))
     |(LY&Y4)|(MY&(Y6|(Y4&Y2)))          Eq.118
A06＝(GY&Y6)|(HY&Y5)|
     (JY&(Y5&(Y4|Y0)))|(MY&Y2)
A05＝(GY&Y5)|(HY& Y5& Y4)|(JY&Y6& Y4&((Y5&Y1)
     | Y5))|(MY&(Y4&Y1))                Eq.119
A04＝(GY|HY)&Y4)|(JY&(( Y5& Y4)|
     ( Y4&Y0)))|(MY&( Y4& Y2))        Eq.120
A03＝LY|MY                               Eq.121
A02＝(HY&Y2)|(JY&Y0)|(KY&Y6)|(LY&Y2)     Eq.122
A01＝(JY&Y1)|(KY&Y5)|
     (LY&Y1&Y0)|(MY&Y1& Y0)             Eq.123
A00＝(HY&Y1)|(JY&Y0)|(KY&Y4)
     |(LY&Y1& Y0)                       Eq.124
S12＝S2|S1                               Eq.125
A7＝(S2)|(S0&A07)                        Eq.126
A6＝(S12&Y6)|(S0&A06)                    Eq.127
A5＝(S12&Y5)|(S0&A05)                    Eq.128
A4＝(S12&Y4)|(S0&A04)                       Eq.129
A3＝(S12&Y3)|(S0&A03)                       Eq.130
A2＝(S12&Y2)|(S0&A02)                       Eq.131
A1＝(S12&Y1)|(S0&A01)                       Eq.132
A0＝(S12&Y0)|(S0&A00)                       Eq.133
总之，较佳实施例包括一存储设备100，具有存储介质102和位于该存储介质邻近位置、响应一写入信号输入将信息写入至存储介质102的写入元件108。该存储设备100还包括一数据输入112，将多个数据输入位提供给第一分组编码器152。第一分组编码器152按该数据输入112中一部分的函数将第一经编码数据输出提供给写入元件108。第一编码器还按数据输入的函数提供一状态号输出156。第二编码器154还与数据输入112相连，并按数据输入112的一部分的函数和状态号输出156的函数将第二经编码输出提供给写入元件108。此外，第一和第二编码器的输出还可以提供给PRML预编码器126，它便通过响应将写入信号提供给写入元件108。本发明的另一方面，是与分组解码器一起使用。在这一方面，存储设备100包括从存储介质102读出信息并通过响应提供一读出信号输出的读出单元108。第一解码器162与该读出单元相连，并按读出单元108的读出信号输出中一部分的函数，提供一状态号输出166和第一经解码数据输出。第一经解码输出提供给一系统数据输出114。第二解码器与读出单元108相连，并按读出信号输出和状态号输出166的函数提供第二经解码数据输出114。第二经解码输出还提供给数据输出114。此外，还可以在读出元件108和解码器162以及164之间设有一PRML检测器132。
这样，本发明编码器/解码器会大大减少编码和解码所用类型的数据表中的表项个数。
总之，编码器/解码器所提供的多个分组编码/解码数据表中，来自一数据表的一输出用作另一数据表的一输入。这允许在不牺牲对代码所加约束的情况下使数据表项总数减少。该编码器/解码器可以根据需要包括软件和硬件方案来实施。还可以对特定应用改变特定代码，数据表个数，状态个数等。该编码器/解码器可以根据需要利用包括基于算法的技术或自适应数据转换技术在内的其他技术。本发明各方面包括将码字分成不等的两个部分，并对每一对分割实现具有不同状态的与状态有关的编码/解码。此外，解码器输入的每一部分具有相同长度。代码测试器可用来减少逻辑计数，因为若满足代码约束要求，输入数据码型便可直接用作码字。若输入字直接满足上述约束要求，代码测试器便校验该约束，并送给编码器一信号。
应理解，尽管前面的说明中给出了本发明种种实施例的许多特点和优点，以及本发明种种实施例结构和功能的细节，但这种揭示仅仅是说明性的，尤其是对于所附权利要求书中术语宽泛含义表明的全部范围的本发明原理的结构以及配置，可以做具体变化。例如，特定单元可以根据分组编码器和解码器的特定应用变化，并可以在不脱离本发明保护范围和实质的情况下保持基本上相同的功能。另外，这里尽管提及的是关于存储设备的较佳方案，但本领域技术人员应理解，本发明的教益也可在不脱离本发明保护范围和实质的情况下大体适用于例如数据通信等其他系统。还可根据需要利用其他各种码，可以将一个以上的编码或解码数据表联系在一起，可用另外的或不同的状态号，可将送至编码器或解码器的数据分割或重迭等等。

Claims (10)

1.一种通信通道，其特征在于，包括：
介质；
响应接收到的数据经编码位向介质输出信息的输出单元；
具有多个数据输入位的数据输入；
第一编码器，包括一状态号输出和按输入数据流的多个数据位当中第一部分各位的函数输出经编码各位的第一经编码数据输出，第一经编码数据输出与输出单元相连；以及
第二编码器，包括按输入数据流的多个数据位当中第二部分各数据位的函数和按状态号输出的函数输出数据经编码各位的第二经编码数据输出，第二经编码数据输出与输出单元相连。
2.如权利要求1所述的通信通道，其特征在于，第一或第二编码器包括一查询数据表，配置成在编码器输入和输出之间映射数据。
3.如权利要求1所述的通信通道，其特征在于，第一和第二编码器包括一通过响应在编码器输入和输出之间转换数据的算法。
4.如权利要求1所述的通信通道，其特征在于，第一编码器和第二编码器包括第一和第二经编码数据输出的码字数据表，该码字经过选择以给出所需的最小码字能量。
5.如权利要求1所述的通信通道，其特征在于，状态号输出在第一经编码数据输出和第二经编码数据输出之间联系，以有选择地对输出单元的输出进行约束。
6.一种通信通道，其特征在于，包括：
介质；
接收来自介质的信息，并通过响应提供具有多个数据位的所接收信号的输入单元；
一数据输出；
第一解码器，通过响应向该数据输出输出第一经解码数据输出和按多个数据位第一部分的函数输出一状态号输出；以及
第二解码器，通过响应按多个数据位第二部分的函数和按状态号输出的函数向该数据输出输出第二经解码数据输出。
7.如权利要求6所述的通信通道，其特征在于，第一或第二解码器包括一查询数据表，配置成在解码器输入和输出之间映射数据。
8.如权利要求6所述的通信通道，其特征在于，第一解码器和第二解码器包括第一和第二经解码数据输出的码字数据表，该码字经过选择以给出所需的最小码字能量。
9.如权利要求6所述的通信通道，其特征在于，第一和第二解码器包括一通过响应在解码器输入和输出之间转换数据的算法。
10.如权利要求1或6所述的通信通道，其特征在于，介质包括一存储介质。
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