CZ277960B6 - Method of recording an information onto a magnetic recording medium, apparatus for making the same and apparatus for reading the information recorded in such a manner - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro záznam a čtení informace na magnetický nosič záznamu při kódování n-bitových informačních kódových slov a m-bitová informační kódová slova, kde n < m, a při dekódování m-bitových informačních kódových slov na n-bitová informační kódová slova při čtení zaznamenané informace.

Stav techniky

Vynález se vztahuje zejména na záznamu informace na magnetický nosič záznamu, při kterém se informační signál obsahující n-bitová informační slova převádí na m-bitová kódová slova, přičemž nosič záznamu je opatřován pro každé m-bitové kódové slovo kombinací magnetických oblastí odpovídajících příslušnému m-bitovému kódovému slovu, přičemž se před zaznamenáváním následné kombinace magnetických oblastí zjišťuje hodnota konečného číslicového součtu a při kterém se pro převod po sobě následujících n-bitových informačních slov volí taková specifická m-bitová slova, která vykazují omezenou okamžitou úroveň disparity, kde n < m a kde hodnota konečného číslicového součtu, odpočítaná po všech přenesených m-bitových slovech a zaznamenaná na začátku každého přenášeného m-bitového kódového slova, je omezena první hodnotou S_Q a druhou hodnotou S_lz přičemž ze souboru možných m-bitových slov se volí taková m-bitová slova, která vykazují okamžitou absolutní hodnotu disparity d_n, d₂ omezenou třetí hodnotou P a čtvrtou hodotou Q, kde d^ = P - S_Q a d₂ = Q - S-j., přičemž ke každému n-bitovému slovu, jehož m-bitový ekvivalent vykazuje disparitu různou od nuly, je přiřazeno první m-bitové slovo, pro něž při začátku přenosu m-bitového slova na první konečné hodnotě číslicového součtu S_o leží všechny okamžité hodnoty číslicového součtu během přenosu následujících bitů prvního m-bitového slova v mezích daných třetí hodnotou P a čtvrtou hodnotou Q, a druhé m-bitové slovo, pro něž na začátku přenosu m-bitového slova na druhé konečně hodnotě S-|_ číslicového součtu leží všechny okamžité hodnoty číslicového součtu během přenosu následujících bitů druhého m-bitového slova v mezích daných třetí hodnotou P a čtvrtou hodotou Q, přičemž druhá m-bitová slova představující inverzní a reverzní hodnotu prvních m-bitových slov jsou uložena pro každé odpovídající n-bitové slovo v kódovací jednotce. Dále se vynález vztahuje na zařízení pro záznam informace tímto způsobem a pro čtení takto zaznamenané informace.

Taký způsob a zařízení jsou známé mimo jiné z britského patentového spisu č. 1 540 617 a patentového spisu USA č. 4 387 364.

Převádění n-bitových informačních slov na m-bitová kódová slova se používá za účelem vyhovění specifickým požadavkům kladeným na řadu m-bitových kódových slov. To znamená, že jsou dovoleny nikoliv všechny možné kombinace m-bitových kódových slov v každém možném sledu, takže počet bitů m je nutně větší, než je počet bitů n v odpovídajících informačních slovech. Ve známém způsobu a zařízeních může být m sudé nebo liché. Je-li sudé, objeví se disparita 0 přídavně k sudým disparitám ± 2, ± 4 atd. a je-li m sudé, je sudá disparita potom ± m.______

Tato maximální disparita je omezená (d < m) pro dosažení maximální kódové činnosti. Zvýšení maximální disparity bude mít za následek méně než úměrný vzrůst počtu možných kódových slov, zatímco nízkofrekvenční obsah spektra a maximální počet po sobě následujících jedniček nebo nul (důležitý pro generování hodinového signálu) podstatně vzroste. Polarita se volí v závislosti na hodnotě číslicového součtu v předchozích kódových slovech za účelem získání přenosového signálu bez stejnosměrné složky. Toho může být dosaženo výhodným způsobem tím, že se pro každé informační slovo zvolí dvě kódová slova, která jsou vůči sobě navzájem inverzní^ takže je zapotřebí generovat pouze jedno ze dvou kódových slov, protože druhé slovo může být nalezeno inverzí.

Jiným důležitým hlediskem je generování rozhodovací úrovně na přijímacím konci za účelem rozhodnutí, zda přijímaný bit je logická 0 nebo logická 1. Toho může, být dosahované filtrováním okamžité úrovně hodnoty číslicového součtu. Je důležité, že časová konstanta filtru použitého pro tento účel je co možná nejmenší za účelem umožnění rychlých výchylek průměrné hladiny hodnoty číslicového součtu, která má následovat. Je proto podstatné omezit amplitudu výchylek okamžité hodnoty číslicového součtu, protože tyto výchylky mohou mít za následek výchylky rozhodovací úrovně (posun základní čáry). Za tímto účelem mohou být kladeny meze na maximální výchylku v kódových slovech, například omezováním maximální okamžité hodnoty číslicového součtu na ± (d + 2). To často znamená, že existuje značný přebytek přípustných kódových slov ve srovnání s požadovaným počteM 2ⁿ. Redukce tohoto rozmezí na ± (d+1) má však za následek nedostatečný počet možných kódových slov a asymetrické omezení například +(d + 1) a -(d + 2) nedává smysl, když se použije inverzní princip, protože v tomto případě všechny dvojice kódových slov, u nichž jedno slovo není v uvedených mezích, nebude vyhovovat, takže počet možných kódových slov není větší, než v případě omezení na úrovni ± (d + 1). Totéž platí pro ostatní meze, například ± (d + 3) ve srovnání s ± (d + 2).

Charakteristika vynálezu

Vynález se zaměřuje na vytvoření způsobu typu uvedeného shora a kódovacího a dekódovacího zařízení pro použití v tomto způsobu, které umožňují asymetrické omezení okamžité úrovně hodnoty číslicového součtu, aniž by byl opuštěn inverzní princip. Podle vynálezu se způsob vyznačuje tím, že při zjištění první hodnoty S_Q konečného číslicového součtu se vyvolí z kódovací jednotky první m-bitové slovo a nosič záznamu se opatří odpovídající kombinací magnetických oblastí a při zjištění druhé hodnoty S-j_ konečného číslicového součtu se vyvolí z kódovací jednotky druhé m-bitové slovo a nosič záznamu se opatří odpovídající kombinací magnetických oblastí.

Vynález je založen na seznání skutečnosti, že v.případě známého způsobu asymetrické omezování neposkytuje žádné zlepšení, protože kódová slova, která se liší od první hodnoty ke třetí hodnotě se budou lišit od druhé hodnoty nad čtvrtou hodnotu potom, co byla invertována a nejsou proto přípustná, takže počet nalezených kódových slov není větší než v případě, že třetí hodnota leží ve stejném odstupu od první hodnoty, jako je odstup čtvrté hodnoty od druhé hodnoty, ašak že taková inverze vede k přípustnému kódovému slovu, .je-li současně přenosový sled revertován, protože potom; za podmínky že neinvertované a nerevertované kódové slovo nepřesahuje uvedenou čtvrtou hodnotu, nebude uvedené invertované a revertované kódové slovo ani přesahovat uvedenou hodnotu. To má za následek rozšíření počtu možných kódových slov ve srovnání se situací, kdy se aplikuje pouze inverze. Bylo potom zjištěno, že tato přídavná kódová slova mohou být jednoznačně odlišena od ostatních kódových slov. V principu je možné revertovat přenosový sled pouze těch slov, která by přesáhla uvedenou čtvrtou hodnotu bez takové reverze. Často je však jednodušší reverzovat a invertovat všechna slova, takže nemusí být prováděno žádné rozlišování mezi oběma typy slov.

Způsob podle vynálezu se dále může vyznačovat tím, že m = 10 a n = 8 a první hodnota S_Q leží v odstupu dvou plusových logických jednotek od třetí hodnoty P a druhá hodnota leží v odstupu jedné minusové logické jednotky od čtvrté hodnoty Q, přičemž druhá hodnota S-]_ leží v odstupu dvou minusových logických jednotek od první hodnoty S_Q.

Zařízení pro záznam informace shora uvedeným způsobem obsahuje převodník n-bitového kódu na m-bitový kód, jehož n vstupů jsou vstupy kódovacího ústrojí, jehož m vstupů je spojeno s výstupy kódovacího ústrojí přes výstupovou dráhu dat přes řiditelný invertor kódů, umístěný na výstupové dráze dat, přičemž ovládací vstup řiditelného invertoru je spojen s detektorem hodnoty číslicového součtu, přičemž tento vstup je spojen s výstupem kódovacího ústrojí, přičemž podle vynálezu je kódovací ústrojí opatřeno řiditelným revertorem kódů, umístěným na výstupové dráze dat, přičemž ovládací vstup řiditelné revertoru kódu je spojen s výstupem detektoru hodnoty číslicového součtu.

Vynález se dále vztahuje na zařízení pro čtení informace zaznamenané shora uvedeným způsobem, obsahující převodník m-bitového kódu na n-bitový kód, jehož n výstupů jsou výstupy dekódovacího ústrojí, přičemž podle vynálezu je dekódovací ústrojí opatřeno řiditelným revertorem a řiditelným invertorem kódů, které jsou oba umístěny na vstupní dráze dat mezi vstupy dekódovacího ústrojí a vstupy převodníku m-bitových kódů na n-bitové kódy, přičemž ovládací vstupy řiditelného invertoru kódů a řiditelného revertoru kódů jsou spojeny s výstupem detektoru disparity, jehož vstup je spojen se vstupem dekódvacího ústrojí.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na nákladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, kde na obr. 1 je schéma přístroje používajícího způsobu kódování a dekódování číslicových dat za účelem udržení hodnoty číslicového součtu kódovaného signálu, uvnitř určitých mezí, na obr. 2 až 12 je několik diagramů pro vysvětlení volby kódových slov, na obr. 13 je tabulka kódových slov, na obr. 14 až 19 je několik modifikovaných Pascalových trojúhelníků pro vysvětlení kódovacího a dekódovacího postupu, na obr. 20 je příklad kódovacího obvodu používajícího zásad popsaných v souvislosti s obr. 14 až 19, a to ve formě blokového schéma, na obr. 21 je blokové schéma příkladu dekódovacího obvodu užívajícího zásad popsaných v souvislosti s obr. 14 až 19, na obr. 22 až 25 je několik diagramů pro vysvětlení volby některých kódových slov, jež byla vybrána tak, že již není zapotřebí ukládat jednu skupinu kódových slov v paměti, na obr. 26 až 28 je několik modifikovaných Pascalových trojúhelníků pro vysvětlení kódování a dekódování všech kódových slov pomocí jednoho modifikovaného Pascalova trojúhelníku, na obr. 29 je blokové schéma příkladu kódovacího obvodu založeného na modifikovaném Pascalovu trojúhelníku, znázorněném na obr. 26, na obr. 30 je blokové schéma příkladu dekódovacího obvodu založeného na modifikovaném pascalovu trojúhelníku znázorněném na obr. 26 a na obr. 31 je pozměněná tabulka znázorněná na obr. 13.

Provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje přístroj užívající soustavy pro kódování a dekódování číslicových dat takovým způsobem, že hodnota číslicového součtu kódovaného signálu zůstává uvnitř určitých hranic. Přístroj obsahuje vstup 1 pro příjem sériových vstupních dat (pokud data již nejsou dostupná v paralelním tvaru) a sériově-paralelní převodník 2 pro uspořádání dat jako paralelních slov, u daného příkladu 8-bitových paralelních slov. Tato 8-bitová slova se zavedou do dekódovacího obvodu 3, například v podobě vyhledávací tabulky, který v přítomném případě generuje 10-bitové výstupní slovo pro každé vstupní slovo ve shodě s pravidly, pro které uvedený obvod byl konstruován. Tato 10- bitová slova se převedou na sériový sled dat pomocí paralelně-sériového převodníku 4, a tento sled dat se například zaznamená na magnetický pásek za pomoci běžného analogového záznamového zařízení 6. s magnetickým páskem. Je například možné zaznamenat větší počet paralelních stop, například 20. Způsob je synchronizován bílkovým signálem, který se odvodí ze vstupního signálu pomocí obvodu 5 pro generování hodinového signálu.

V zásadě je dekódování možné pomocí stejného obvodu, se kterým se pracuje v obráceném sledu. Signál ze záznamového zařízení 6 se přemění na 10-bitová slova pomocí sériově-paralelního převodníku 2 (pokud již data nejsou dostupná v podobě 10-bitových slov). Za užití pravidel, které jsou doplňkem pravidel použitých pro zakódování se tato 10-bitová slova přemění na 8-bitová slova pomocí dekódovacího obvodu 2/ a tato slova se potom převedou na sériový proud dat na výstupu 10 za pomoci paralelně-sériového převodníku 9. Tento děj je opět synchronizován hodinovými signály získanými obvodem 13 pro generování hodinového signálu. Tyto hodinové signály jsou odvozeny ze signálů ze záznamového zařízení 6., které se objeví na výstupu 12 sériově-paralelního převodníku 7.

Aby se omezila hodnota číslicového součtu, je v zásadě možné připustit pouze kódová slova se stejným počtem jedniček a nul, tj. kódová slova, která ve svém celku neovlivní hodnotu číslicového součtu. Zejména jsou-li hranice také dány na hodnotách číslicového součtu uvnitř kódového slova, je počet kódových slov, která mohu být vytvořena se specifickým počtem bitů, v přítomném případě 10, tak malý, že tento omezený počet kódových slov s uvedeným počtem bitů může být dekódován pouze do vstupních slov s podstatně menším počtem bitů, což vede ke značnému snížení kanálové kapacity. Má-li být tato ztráta kapacity minimalizována, například jako v případě převedení od 8 bitů na 10 bitů, mohou být připuštěna kódová slova s. nerovným počtem nul a jedniček,’tj. s kolísáním hodnoty číslicového součtu nebo s disparitou, která není rovno nule, jako bylo navrženo v britském pat. spisu č.l 540 617.

V tomto patentovém spisu bylo navrženo připustit slova s minimální disparitou nerovnou nule, zejména rovnou ± 2, pro kódová slova obsahující sudý počet bitů a přiřadit výstupní slovo s disparitou + 2 a s disparitou -2 každému vstupnímu slovu, a vybrat ono slovo, které snižuje hodnotu číslicového součtu, tj. součet disparit všech předcházejících slov. V přístroji znázorněném na obr. 1 je toho dosaženo určením hodnoty číslicového součtu všech předcházejících slov, dále označované jako konečná hodnota, a to pomocí obousměrného čítače 14. Tento čítač 14 čítá sestupně pro každou logickou nulu a čítá vzestupně pro každou logickou jedničku. Na základě tohoto čítání se generuje logický signál Sg/S-^ závisející na tomto výsledku, přičemž tento signál udává, zda jeví uvedená hodnota číslicového součtu ze dvu možných hodnot nízkou první konečnou hodnotu S_o nebo vysokou druhou konečnou hodnotu Sj_. V případě nízké první konečné hodnoty S_Q se převede příští vstupí slovo na slovo s dispařitou rovnou nule nebo +2 ve shodě s danými pravidly nebo instrukcí vyhledání v tabulce, takže číslicový součet zůstává na hodnotě S_o, popřípadě nabývá hodnoty S-j_ (S-^ = s_o + 2). V případě vysoké druhé konečné hodnoty se toto vstupní slovo převede na slovo o disparitě nula nebo -2, takže číslicový součet zůstane na hodnotě nebo se nabude hodnotu Sg (Sg = S-j_ - 2).

Při dekódování se určí hodnota číslicového součtu všech slov předtím čtených pomocí dvousměrn^ůo čítače 15 a v závislosti na tom se určí, bylo-li jako příští kódové slovo při kódování zvoleno slovo z disparitou 0 nebo +2 nebo obráceně slovo s disparitou 0 nebo -2. Dekódovací obvod 8. je řízen v souladu s touto skutečností. Takto se pomocí pravidel nebo vyhledávacích tabulek obdrží jak v kódovacím obvodu, tak i dekódovacím obvódu soubor kódových slov s první hodnotou, který je platný, je-li hodnota číslicového součtu všech předcházejících slov rovna hodnotě S_Q a soubor kódových slov s druhou hodnotou, který je platný, jestliže hodnota číslicového součtu všech předcházejících slov je rovna hodnotě S^.

Podle shora uvedeného britského patentového spisu může být druhý soubor odvozen jednoduše z prvního souboru, jestliže slova s disparitou 0 se zvolí identická se slovy s disparitou +2 a slova s disparitou -2 se zvolí jako doplněk slov s disparitou + 2 ·

Volba kódových slov bude vysvětlena v souvislosti s obr. 2 až 12, které znázorňují diagramy, které dávají okamžité hodnoty číslicového součtu kódového slova jako funkci počtu bitů. Slova jsou 10-bitová kódová slova s nejvyšším řádem slova na poloze 1.

Hodnota číslicového součtu, která je v rozmezí od +3 do -2, byla nanesena svisle. Takto je možno zavést šest hodnot číslicového součtu. Kódová slova jsou udávána jak ve dvojkového znázornění, tak i desítovém znázornění.

Obr. 2 znázorňuje změnu hodnoty číslicového součtu u kódového slova s nulovou disparitou, přičemž hodnota číslicového ' součtu předcházející toto kódové slovo je Jako příklad bylo zvoleno kódové slovo 171 = 0010101011. Každá jednička zvyšuje hodnotu číslicového součtu o jednotku a každá nula snižuje hodnotu číslicového součtu o jednotku. Příslušné kódové slovo zahajuje s hodnotou S-j_ a končí s hodnotou S-j_ a zůstává uvnitř specifických hranic hodnoty číslicového součtu +3 a -2. Ve smyslu definice předmětu vynálezu představuje mezní hodnota -2 ňa straně první hodnoty S_Q třetí hodnotu Q a mezní hodnota +3 na straně druhé hodnoty S-^ čtvrtou hodnotu Q a absolutní hodnoty rozdílů P - Š_o a Q - představují okamžitou absolutní hodnotu disparity dj_ a d₂. Obr. 3 znázorňuje stejné kódové slovo začínající hodnotou S_Q. Proměnlivost tedy zůstává uvnitř specifických hranic -2 a +3.

Obr. 4 znázorňuje změnu kódového slova 127 = 0001101011 počínaje od hodnoty S-^ číslicového součtu. Toto slovo zůstává v hranicích +3 a -2. Avšak zaháí-li toto slovo s hodnotou S_Q číslicového součtu, jak je znázorněno na obr. 5, nezůstane toto slovo uvnitř specifikovaných hranic. Slovo 127 proto nenáleží ke skupině slov s nulovou disparitou, která zůstává uvnitř specifikovaných hranic. Avšak jestliže toto slovo zahájí s hodnotou S_o číslicového součtu, jak je znázorněno na obr. 5, toto slovo nezůstane uvnitř specifikovaných hranic. Je zřejmé, že pouze ona slova s nulovou disparitou, která zůstávají uvnitř specifikovaných hranic číslicového součtu bez ohledu na počáteční situaci (hodnoty S_Q nebo sp, zůstanou všechny změny hodnoty číslicového součtu zahajující od počáteční hodnoty od +1 a -2.

Obr. 6 znázorňuje změnu hodoty číslicového součtu slova 822 = 1100110110 o disparitě -2, tj. jeví se pouze v případě počátečního stavu s hodnotou S_Q. Toto slovo zůstává uvnitř specifikovaných hranic. Kdyby byl požadován počáteční stav hodnoty S·^, muselo by být zvolena inverzní kódové slovo podle shora uvedeného britského patentového spisu, totiž slovo 402 = 0011001001, jehož změna hodnoty číslicového součtu, jak je znázorněno na obr. 7, také zůstává uvnitř specifikovaných hranic.

Obr. 8 znázorňuje změnu slova 237 = 0011101101 o disparitě -1, přičemž změna zůstává uvnitř specifikovaných hranic. Avšak jestliže toto slovo se invertuje v počátečním stavu o hodnotě Sp vede to ke slovu 786 = 1100010010, které jak je znázorněno na obr. 9, nezůstává uvnitř specifikovaných hranic. To znamená, že nikoliv všechna slova o disparitě -2, která zůstávají uvnitř specifikovaných hranic, mohou být použita, když se použije inverzní techniky, protože některá z těchto slov po inverzi již nejsou přípustná. Řešení této skutečnosti je nejen invertování slova, avšak také jeho revertování, tj. obrácení sledu přenosu. Slovo se potom stane 291 - 0100100011, jehož změna zůstává uvnitř specifikovaných hranic, jak je znázorněno na obr. 10.

Srovnání obr. 8 a 10 ukazuje, že inverze plus reverze je ve skutečnosti zrcadlové převrácení diagramu kolem vertikální osy v polovině slova. Z toho vyplývá, že každé slovo o disparitě -2, které zůstane uvnitř specifikovaných hranic od počáteční hodnoty Sp také zůstane uvnitř specifikovaných hranic od počáteční hodnoty Sp čili zůstane uvnitř specifikovaných hranic po inverzi s disparitou +2, a po obrácení od počátečního stavu S-p Takto lze použít všech slov a disparitou -2, čímž se umožní optimalizování kódování, pokud jde o ztrátu kanálové kapacity nebo omezení okamžité změny hodnoty číslicového součtu (až do hodnoty 6 v daném příkladu).

Shora uvedené vede ke dvěma skupinám kódových slov:

- skupina T_Q: všechna kódová slova o disparitě 0, která zůstávají uvnitř specifikovaných hranic bez ohledu na počáteční stav,

- skupina T·^: všechna kódová slova o disparitě ±2, která závisejí na počátečním stavu a která mohou být jedno od druhého odvozena inverzí a reverzí, což jsou slova odpovídající počátečnímu stavu s hodnotou S_Q o disparitě +2 a slova, odpovídající počátečnímu stavu s hodnotou S_o o disparitě -2.

Je třeba poznamenat, že je v zásadě možné invertovat, jakož i revertovat pouze ta slova s disparitou +2, která dosáhnou hodnoty -2, když přecházejí ze stavu hodnoty S_Q do stavu hodnoty Sp a která v důsledku toho dosáhnou uvedené hodnoty -2 po reverzi a inverzi při přechodu ze stavu hodnoty S·^ do stavu hodnoty S_Q. Takto se obdrží tři skupiny; uvedená skupina T_Q, skupina Tj, která je omezena na ta slova o disparitě ±2, která nedosáhnou úrovně -2 (například slovo 822 na obr. 6).

Vyskytnou-li se pouze slova skupin Τθ a Tj (a popřípadě také skupiny T^) je dekódování možné bez ohledu na to, k čemu došlo předtím. Disprita slova samotná je totiž indikativní pro dekódovací pravidlo: disparita +2 znamená dekódování z počátečního stavu hodnot S_Q; disparita -2 znamená dekódování z počátečního stavu hodnoty a disparita 0 znamená dekódování bez ohledu na počáteční stav. Obousměrný čítač 15 pouze slouží k určení disparity přijatého slova. To nevyvolává šíření chyby, když se zjistí chybný počáteční stav. Ovšem počáteční stav každého slova je určen nezávisle na jeho původu. Je potom možné začlenit jednu tabulku do dekódovacího obvodu, například tabulku odpovídající počátečnímu stavu hodnoty Sq, přičemž slova se převádějí po inverzi á reverzi, když disparita je -2, a přímo, když disparita je +2 nebo 0.

Může se stát, jako v případě shora popsaného převodu z 8 na 10, že počet kódovaných slov, který může být zjištěn podle shora uvedených pravidel, je nevhodný pro specifikované meze. V případě převodu 8 na 10 je možných 256 odlišných (8-bitových) vstupních slov, pro každé z nichž musí být vybráno 10-bitové výstupní slovo. Skupina T_Q obsahuje 89 kódových slov a skupina T·^ obsahuje 155 kódových slov, takže tu je neshoda o 12 kódových slov. Tato slova mohou potom být vybrána z těch slov o disparitě 0, které jsou možné z jednoho ze dvou počátečních stavů o hodnotách S_Q a Sj, avšak nikoliv z jiného stavu. Je potom možné vybírat ze skupiny slov, která začínají třemi logickými nulami z počátečního stavu hodnoty S_lz a která jsou utvořena revertováním (bez inverze) ze skupiny slov, která končí třemi nulami z počátečního stavu o hodnotě S_Q. Obr. 11 znázorňuje příklad takového slova končícího třemi nulami (počáteční stav o hodnotě S_Q) a obr. 12 znázorňuje příklad slova po revertování (počáteční stav o hodnotě Sj_). Při dekódování se počáteční stav může určit prostě ze skutečnosti, že slovo začíná (počáteční stav o hodnotě S-]_) nebo končí (počáteční stav o hodnotě S_Q) třemi nulami, zatímco disparita je 0. Obr. 13 je tabulka udávající 256 8-bitových vstupních slov i a přiřazená 10-bitová výstupní slova jak ve stavu o hodnotě S_o, tak i ve stavu o hodnotě S₁ v desítkovém znázornění. První skupina T_Q je tvořena vstupními slovy 0 < i < 88, druhá skupina Τ_χ vstupními slovy 89 < i < 243, a třetí skupina T₂ slovy 244 < i < 255.

Převedení 8-bitových vstupních slov na 10-bitová výstupní slova může být provedeno ustřádání tabulky podle obr. 13, je-li zapotřebí omezené na jeden ze dvou stavů o hodnotě Sq nebo S^ v paměti, ccž však může činit problémy, pokud jde o požadovanou paměťovou kapacitu. Je však známo mimo jiné z IEEE Transactions on information Theory, květen 1972, str. 395 až 399, Schalkwijk a ze stejného časopisu z prosince 1973, str. 1438 až 1441, uspořádat kódová slova o specifické disparitě (-2 v Schalkwijkově metodě) lexikograficky pomocí Pascalova trojúhelníku, jehož členy jsou zvoleny ve shodě s Newtonovým binomem tak, že vstupní kódová slova mohou být převedena přímo na výstupní kódová slova a obráceně uložením pouze členu uvedeného Pascalova trojúhelníku v paměti. Pomocí tohoto Pascalova trojúhelníku se přiřadí sledové čidlo všem výstupním kódovým slovům s uvedenou disparitou. Řada sledových čísel je nepřerušená, takže se dostane jednoznačná přeměna kódového slova tím, že se 8-bitová vstupní slova uvedou do vztahu se sledovými čísly ve shodě s jejich dvojkovými vahami. · Avšak jestliže jako v přítomném případě nejsou přípustná všechna slova s touto disparitou v důsledku omezení maximálního vychýlení hodnoty číslicového součtu uvnitř kódového slova ve shodě s diagramy znázorněnými na obr. 1 až 10, není tato kódovací a dekódovací metoda možná. Je skutečnost, že některá ze slov série 10-bitových výstupních kódox^ých slov, ke kterým byla přiřazena sledová čísla pomocí Pascalova trojúhelníku, nejsou přípustná. Proto přípustná 10-bitová kódová slova nemohou být opatřena nepřerušenou řadou sledových čísel za pomoci Pascalova trojúhelníku, takže 8-bitová vstupní slova nemohou být mapována na 10-bitová výstupní kódová slova ve shodě s jejich sledovými čísly, což závisí na jejich dvojkových vahách, za pomoci Pascalova trojúhelníku nebo obráceně. Avšak použije-li se modifikovaného Pascalova trojúhelníku podle pravidel popsaných v souvislosti s obr. 14, zjistí se, že to je opět možné.

Obr. 14 znázorňuje příklad takového modifikovaného Pascalova trojúhelníku získaného v souladu s následujícími obecnými pravidly:

1. Zvolí se tolik sloupců k kolik je možných úrovní hodnoty číslicového součtu uvnitř přípustné skupiny kódových slov.

V přítomném příkladu k = 4 v souhlasu s počtem úrovní uvnitř skupiny T_o (jsou možné čtyři úrovně jak od hodnoty S-^ tak i od hodnoty Sq). Přidá se jeden pomocný sloupec (5 sloupec).

2. Zvolí se tolik řádků r, kolik je bitů ve výstupním slovu.

U přítomného příkladu r = 10 vzhledem k převodu bitů 8 na 10.

3. Zvolí se jeden sloupec jako výchozí sloupec v souhlasu s výchozí úrovní hgodnoty S_Q nebo S-^ v diagramech podle obr. 1 až 10. U daného příkladu je to sloupec k = 3, takže změna hodnoty číslicového součtu mezi +1 a -2 je možná uvnitř slova v souladu se skupinou Τθ. Potom se najde poslední sloupec nebo koncový sloupec pohybováním několika sloupců podle di_ř,/parity skupiny (u daného případu 0).

4. Zavede se logická 1 v prvním řádku ve sloupci na právo od. koncového sloupce.

5. Vyplní se matice shora dolů tím, že se na každé poloze přidá součet dvou čísel umístěných diagonálně nad touto polohou s tou úpravou, že se zavede pokaždé nula do prvního sloupce

CZ /277960 B6 a číslice diagonálně nad ním ve čtvrtém sloupci se zavede do pomocného sloupce. Tímto způsobem se obdrží matice znázorněná na obr. 14. Číslice v pátém sloupci byly dány do závorek, protože nemají žádnou funkci, když matice byla jednou vytvořena. Nad třetím sloupcem (koncovým sloupcem) byla umístěna hvězdička, protože popisované kódovací a dekódovací postupy pokaždé končí v tomto bodě. Číslice vně diagonál, které vycházejí z hvězdičky, a diagonály, které vycházejí z počátečního čísla 55 v 10. řádku a 3. sloupci, nemají žádný úkol a byly také dány do závorek. Ostatní číslice, které hrají určitou úlohu, mohou být například uloženy v paměti.

Způsob kódování probíhá následovně: Sledové číslo vstupního slova se srovná s výchozím číslem (55). Jestliže toto sledové číslo je vyšší nebo rovné, odečte se od něho výchozí číslo a sleduje se vektor 1, k číslu umístěnému diagonálně nad ..ním doprava, zatímco se dodá logická jednička. Jestliže sledované číslo je menší, postup pokračuje přímo k příštímu sledovanému číslu nahoře vlevo, zatímco se dodá logická nula. Tento děj se opakuje pro každé následující číslo, až se popřípadě dosáhne hvězdičky.

Při dekódování je postup obrácený. Vyjde se na výchozím číslu (55). Po příjmu logické jedničky se sleduje diagonála nahoře vpravo a číslo se uloží v paměti; po příjmu logické nuly se sleduje diagonála nahoře vlevo, aniž by se toto číslo uložilo. Při každé poloze se provádí stejný děj, až se dosáhne hvězdičky, a číslo získané ukládáním do paměti tvoří sledové číslo slova získaného dekódování. V praxi se zvolí dvojková váha tohoto slova jako sledové číslo, což se provede přímo přidáním čísel modifikovaného Pascalova trojúhelníku jako dvojkových čísel.

Obr. 15 znázorňuje první příklad pro ilustraci kódovacího a dekódovacího postupu. Zvolené vstupní slovo je 8-bitové slovo 00000000 s desítkovým sledovým číslem 0. Číslo 55 nemůže být odečteno od tohoto sledového čísla, takže je zapotřebí postoupit vzhůru do leva k číslu 21, přičemž se dodá logická 0. Číslo 21 nemůže být odečteno, takže je opět nutné postoupit nahoru doleva a dodat logickou 0, takže se dosáhne čísla 0. Od tohoto čísla 0 může být provedeno odečtení (zbytek 0), takže příští krok je nahoru doprava a dodá se logická jednička; číslo 8 v této poloze nemůže být odečteno od uvedeného zbytku nula, takže opět se provede krok nahoru doleva a dodá se logická nula a tak dále, což je dráha vyznačená šipkami sledovanými směrem k hvězdičce. Celé 10-bitové výstupní slovo je potom 0010101011, které odpovídá desítkové hodnotě 171 (první slovo v tabulce 13).

Při dekódování se opět vyjde od čísla 55. Přijme se logická nula a provede se krok nahoru doleva. Následující logická nula opět vyžaduje kroku nahoru doleva. Příští logická jednička vyžaduje kroku nahoru doprava a nastřádání čísla umístěného na počátku tohoto kroku, u přítomného případu nuly. 10-bitové slovo 0010101011 potom vede k 8-bitovému výstupnímu slovu se sledovým číslem nula = 00000000 podle vyznačené dráhy.

Obr. 16 znázorňuje použití modifikovaného Pascalova trojúhelníku pro kódování slova 00011101 -se sledovým číslem ( = dvojková váha) 29. Vyjde se od čísla 55. To je větší než 29, takže se provede krok nahoru doleva k číslu 21 a dodá sé nula. Číslo 21 je menší, takže se provede krok nahoru doprava a dodá se logická jednička a odečte se číslo 21, což dá 29 - 21 = 8. Příští číslo 21 je vyšší, takže se dodá logická nula a provede se krok nahoru doleva. Potom se nalezené číslo (8) může být odečteno, takže zůstane nula. Potom se provede krok nahoru doprava a dodá se logická jednička. Takto se postupuje dále, až se dosáhne hvězdičky. Úplné výstupní slovo je potom 0101001011 (331 v tabulce podle obr. 13).

10-bitové slovo 0101001011 se dekóduje následujícím způsobem: první bit je nula, takže se provede krok nahoru doleva; druhý bit je 1, takže se provede krok z této polohy s číslem 21 nahoru doprava a nastřádá se číslo 21. Následující bit je opět nula, takže se provede krok nahoru doleva k číslu 8, od kterého se pod povelem čtvrtého bitu (což je logická jednička) provede krok nahoru doprava a nastřádá se číslo 8. Nakonec se dosáhne hvězdičky s číslem 29 = 00011101 ve střádači.

Obr. 17 znázorňuje jak se 8-bitové slovo 00010100 = 20 zakóduje do 10-bitového slova 0011101010 = 234. Kódování se provádí následovně. Výchozí slovo je větší než vstupní slovo 00010100 = 20. Provede se krok nahoru doleva a dodá se logická nula. Potom dosažené číslo 21 je tedy vyšší než 20. Opět se dodá logická nula, a provede se krok nahoru doleva, kde se najde nula. Toto číslo nula může být odečteno od čísla 20 a se zbytkem 20-0 = 20 se provede krok nahoru doprava a dodá se logická jednička. Z této polohy se číslo 8 odečte od čísla 20 a zůstane zbytek 12, takže se provede krok nahoru doprava a dodá se logická jednička, a provede se další krok nahoru doprava se zbytkem 12 - 8 = 4. Nyní dosažené číslo je 5, které je vyšší než 4, takže se provede krok nahoru doleva a dodá se logická nula, což dá číslo 3, které může být odečteno od 4, potom se se zbytkem 4-3=1 provede krok nahoru doprava k číslu 2 a dodá se logická jednička. Toto číslo 2 nemůže být odečteno od zbytku 1, takže se dodá logická jednička a provede se krok nahoru doleva k číslu 1, které může být odečteno od 1, takže se opět dodá logická 1 a se zbytkem 1 = 1 = 0 se provede krok nahoru doprava, kde vyšší číslo 1 zahájí poslední krok směrem ke hvězdičce, a dodá se logická nula. Takto se vytvoří výstupní slovo 0011101010 = 234 (ve shodě s tabulkou podle obr. 13) ze vstupního slova 00010100 = 20. Při dekódování se sleduje stejná dráha za střádání čísel 0, 8, 8, 3 a 1, což dá 20 = 00010100.

Shora uvedené ukazuje, že tento způsob nemůže nikdy vést ke slovům s okamžitou <měnou hodnoty číslicového součtu mimo specifikované hranice. Když se totiž dosáhne prvního sloupce, je to vždy následováno krokem nahoru doprava, protože nula může být vždy odečtena od okamžitého zbytku. Čtvrtý sloupec pokaždé vede ke kroku nahoru doleva, což je snadné nahlédnout, když se předpokládá, že okamžitý zbytek by vyžadoval krok nahoru doprava. Zbytek by byl potom větší než předcházející číslo nebo roven tomuto číslu, takže by se čtvrtého sloupce nedosáhlo. Předpokládejme například, že ve čtvrtém sloupci, třetím řádku, se dosáhne čísla 2. Krok nahoru doprava by vyžadoval zbytek 3 nebo vyšší. Avšak toho nelze dosáhnout krokem ze čtvrtého řádku třetího sloupce (číslo 3) nahoru doprava.

Podobný předpoklad pro řádek 5 sloupec 4 by vyžadoval zbytek větší než 5 nebo rovný 5. Avšak to by znamenalo, že v řádku 6, sloupec 2, by zbytek musel být větší než 8 + 8 + 5 = 21, což by v této poloze znamenalo krok nahoru doprava místo nahoru doleva.

Skutečnost, že tímto způsobem může být zakódována nepřerušená řada čísel, v daném případě od nuly až do 88, se snadno ověří vyzkoušením všech možností.

Obr. 18 ilustruje, jak se obdrží modifikovaný Pascalův trojúhelník pro dekódování skupiny T^. Zde byl zvolen počáteční stav hodnoty S^. Skupina mající počáteční stav o hodnotě S_Q se potom obdrží revertováním a invertováním. Změna hodnoty číslicového součtu uvnitř slova je potom +1 a -4, takže je zapotřebí šesti sloupců za použití 5 sloupce jako výchozího sloupce. Kdyby byla zvolena obrácená situace, tj. počáteční stav hodnoty Sq, změna by byla mezi +3 a -2, takže opět by bylo zapotřebí šesti sloupců s třetím sloupcem jako výchozím sloupcem. Disparita od hodnoty je -2, takže třetí sloupec se zjistí jako koncový sloupec (viz hvězdička) (v doplňkovém případu by 5. sloupec byl zjištěn jako koncový sloupec). Takto ve čtvrtém sloupci, prvním řádku se zavede číslo jednička a nula na jakýchkoli jiných důležitých polohách v uvedeném řádku. Dále se matice vyplňuje podle pravidel a nedůležitá čísla jsou uvedena v závorkách (a j§ou vypuštěna na obr. 19).

Obr. 19 znázorňuje, jak se kóduje číslo 01000110 = 70 a jak se kóduje výsledek. Kódování začíná v pátém sloupci číslem 108; toto číslo nemůže být odečteno od 70, takže se provede krok nahoru doleva a dodá se logická nula, potom se dosáhne čísla 61. Toto číslo může být odečteno od 70, takže se zbytkem 70 - 61 = 9 se provede krok nahoru doprava a dodá se logická jednička, což dá číslo 33, které opět nemůže být odečteno od uvedeného zbytku 9, v důsledku čehož se dodá logická nula a provede se krok nahoru doleva k číslu 19 a tak k číslu 9 v šestém řádku. Toto číslo může být odečteno, takže se zbytkem 9 - 9 = 0 se provede krok nahoru doprava k číslu 6 a dodá se logická jednička. Toto číslo nemůže být odečteno od zbytku nula, takže se dodá logická jednička a provede se krok nahoru doleva, což se opakuje dvakrát (pokaždé se dodá logická nula, až se ve druhém řádku dosáhne nula, která může být odečtena od nuly a dává zbytek nula, se kterým se provede krok k hvězdičce, zatímco se dodá logická jednička. Tímto způsobem se najde slovo 0100100011 =-291. Dekódování je opět prováděno ve shodě s pravidly podél dráhy vyznačené šipkami. Střádání čísel od kterých se provádí krok nahoru doprava (po příjmu logické jedničky), potom postupně číslo 61+9+0+0= 70. Tato dvojice čísel 70 a 291 nemůže být nalezena v tabulce podle obr. 13, protože sledová čísla 0 až 88 náležejí ke skupině T_o a ke skupině zakódované a dekódované ve shodě s modifikovaným Pascalovým trojúhelníkem podle obr. 14. Sledová čísla skupiny T^ se obdrží přidáním 89 ke dvojkové váze, takže dvojkové číslo 70 odpovídá sledovému číslu 70 + 89 = 159 v tabulce. Jiná možnost je zvětšit všechna čísla na diagonále, která prochází od čísla 108 nahoru doleva kolem 89 v paměti, ve kterých je uložen Pascalův trojúhelník podle obr. 8, takže se automaticky provede jedno přídavné nastřádání čísla 89 v průběhu dekódování, totiž když se provede první krok nahoru doprava (nikoliv později než pátý bit), zatímco při zakódování se číslo 89 přídavně odečte jedenkrát.

V zásadě je možné zvětšit všechna čísla v trojúhelníku o specifickou velikost, protože všechna slova obsahují stejný počet jedniček. Lexikografická hodnota násobená počtem jedniček je potom zvětšena o tuto hodnotu. Toto zvětšení může být provedeno diagonálně, protože pro každou diagonálu se provede jeden krok doprava. Počet diagonál, které probíhají nahoru doleva, včetně diagonály, která končí na hvězdičce, odpovídá počtu jedniček. Toto zvýšení nemusí být provedeno u čísel, v posledním sloupci, protože z tohoto sloupce není proveden žádný krok nahoru doprava. Této alternativy lze užít pouze pro dekódování kódových slov. Při zakódování je pouze dovoleno zvýšit tuto diagonálu, která vychází z výchozího bodu.

V tomto směru lze poznamenat, že v publikaci IEEE Transactions on Information Theory, květen 1972, str. 395 až 399, Schalkwijk, kde se používá nemodifikovaného Pascalova trojúhelníku, pokaždé se vezme rozdíl mezi dvěma diagonálně umístěnými členy Pascalova trojúhelníku místo čísla, od kterého se vychází, příslušným krokem, přičemž celý děj je zakončen na čísle 1 na vrcholu trojúhelníku místo na hvězdičce. To odpovídá posunutí všech členů matice o jeden řádek a jeden sloupec. Ovšem tento rozdíl je pokaždé umístěn vlevo nahoře od příslušného čísla.

Obr. 20 znázorňuje příklad kódovacího zařízení podle vynálezu, které užívá zásad popsaných v předcházejících vyobrazeních. Sériový 8-bitový signál na vstupu 1 se přemění na 8-bitový paralelní signál za pomoci sériově-paralelního převodníku 2. Dále se generuje slovně-synchronní hodinový signál c pomocí generátoru 16 hodinového signálu a 8-bitový synchronní hodinový signál a se generuje pomocí generátoru 17 hodinového signálu. Dále se vytvoří hodinový signál b, který je synchronní s bitovou frekvencí vytvářeného výstupního signálu, tj. frekvencí, která je 10/8-násobkem frekvence hodinového signálu a, a to pomocí generátoru 18 hodinových signálů, jehož hodinové signály se vedou na různé části kódovacího zařízení pro synchronizační účely.

8-bitový výstup sériově-paralelního převodníku 2 je spojen„ se skupinovým dekódovacím obvodem 19, který generuje signál skupiny T_Q nebo T₂, T^, například pomocí logických hradel, když dvojková váha i 8-bitového slova splňuje podmínky i < 89; popřípadě 89 < i < 243 popřípadě i > 243. Toto jsou tři předtím definované skupiny vstupních slov, které jsou každá kódovány odděleným způsobem. Uspořádání dále obsahuje paměť 20./ která je spouštěna signálem skupiny Τθ a která obsahuje modifikovaný Pascalův trojúhelník znázorněný na obr. 14, přičemž uvedená paměť je uspořádána paralelně s pamětí 21, která může být spuštěna signálem skupiny T-j_ a která obsahuje modifikovaný Pascalův trojúhelník znázorněný na obr. 18.

Výstupy obou pamětí jsou spojeny v odčítacím obvodu 22, který odčítá číslo dodané pamětí 20 nebo 21 od čísla dodaného střádačem 23. Výstup odečítacího obvodu je také spojen se střádačem 23,. Vstupní slovo přijaté od sériově-paralelního převodiiíku 20 se naplní do střádače 23 v důsledku povelu od hodinového signálu c. Paměti 20 a 21 jsou řádkově adresovány bitovým hodinovým signálem a, vyvolávající posunutí o jeden řádek po každém bitu takovým způsobem, že modifikovaný Pascalův trojúhelník se projde od zdola nahoru. Pokud jde o adresování sloupce, zvolí·se třetí sloupec paměti 20 (znázorněné na obr. 14), nebo pátý sloupec paměti 21 (znázorněno na obr. 18), jako výchozí sloupec pod řízením hodinového signálu c. V odečítacím obvodu 22 se přečtené číslo odečte od čísla dodaného střadačem 23 a zbytek se uloží v tomto střádači, je-li vyšší nebo rovný nule, čehož lze dosáhnout tím, že se zabrání opětnému naplnění střádače signálem přebývajícím na výstupu 241 odečítacího obvodu.

Přebývající signál, který by byl investován invertorem 25, určuje sloupcové adresy pamětí pomocí dvousměrného čítače, který sníží číslo sloupce o jednotku, když přebývající signál se objeví (nebo číslo v paměti nemůže být odečteno), a který zvýší číslo sloupce o jednotku, jestliže se tento signál nevyskytne (nebo číslo v paměti může být odečteno od čísla ve střadači).

Invertorovaný přebývající signál potom také tvoří žádaný výstupní signál. Toto číslo je skutečně logická jednička, když může být odečteno od čísla ve střadači, a je logická nula, když nemůže být odečteno. Když se zpracovává skupina T_lz může být počáteční sledové číslo odečteno, když vstupní signál se naplní do střadače 23 pod povelem signálu skupiny T-]_ nebo to může být připuštěno v číslech obsažených v paměti 21 (způsobem popsaným ve spojitosti s obr. 19).

Pomocí sériově-paralelního převodníku 26 se přebývající signál invertoru převede na 10-bitový paralelní signál (za užití hodinového signálu b).

Přístroj dále obsahuje pamětový obvod 27, který přijímá 8-bitové paralelní vstupní slovo od sériově-paralelního převodníku 2, který je vybuzen signálem skupiny T₂ a který obsahuje kódová slova třetí skupiny T₂, takže pod povelem signálu skupiny T₂ se 10-bitová kódová slova třetí skupiny generují jako funkce příslušných 8-bitových vstupních slov. Uvedená 10-bitová slova, která jsou dostupná v paralelním tvaru, se přivedou na výstup sériově-paralelního převodníku 26 přes součtovou pamět, takže na tomto výstupu všechna 10-bitová kódová slova se jeví v rytmu 8-bitových vstupních slov, avšak všechna jsou zakódována ve shodě s počátečním stavem o hodnotě S]_. Přes spínací řiditelný hradlový invertor 28 a přes spínací řiditelný hradlový revertor 29 se tato 10-bitová slova vedou do paralelně sériového převodníku 4, který dodává na výstupu 11 kódovaný tok bitů. Pomocí obousměrného čítače tvořícího detektor 31 hodnoty číslicového součtu, který je slovně synchronizován pomocí hodinového signálu c, se integruje hodnota číslicového součtu všech předcházejících slov. Je-li tato hodnota číslicového součtu pro všechna předcházející slova nulová, je počáteční stav s_Q hodnoty platný, zatímco kódování bylo provedeno v počátečním stavu hodnoty S-]_. V tomto případě by se příští slovo, jestliže je to slovo ze skupiny T^, mělo invertovat a revertovat, a je-li· to slovo ze skupiny T₂ mělo by se pouze revertovat. Za tím účelem je výstupní signál uvedeného dvojsměrného čítače 31 logicky kombinován se signály skupiny T·^ a T₂ přes hradla 32, 33 a 34 za účelem obdržení signálů, které vybudí invertor 28 nebo/a revertor 29 v uvedených případech.

Jak je z obr. 20 patrno, tvoří paměti 20, 21, odečítací obvod 22, paměťový obvod 27, střádač 23.. obvod 24., invertor 25 a sériově-paralelní převodník 26 převodník 200 n-bitového kódu na m-bitový kód, tj. 8 na 10. N vstupů 210 , vdaném případě 8 vstupů tohoto převodníku 200, jsou vstupy kódovacího ústrojí a jeho m-výstupů 220, v daném případě 10 výstupů, jsou spojeny s výstupem 11 kódovacího ústrojí přes výstupovou dráhu P dat. Na této dráze P jsou vřazeny řiditelný invertor 28 kódů a řiditelný revertor 29 kódů a paralelně-sériový převodník 4. Řídicí vstup 230 řiditelného invertoru 28 kódů je spojen přes součinové hradlo 33 k detektoru 31 hodnoty číslicového součtu. Řiditelný revertor 29 má svůj řídicí vstup 240 spojený přes součtové hradlo 34 a součinové hradlo 32 s výstupem detektoru 31 hodnoty číslicového součtu.

Obr. 21 znázorňuje dekódovací zařízení pro dekódování 10-bitových slov, jež byla kódována pomocí kódovacího obvodu znázorněného na obr. 20. Přes vstup 12 se 10-bitová slova vedou na sériově-paralelní převodník 7 jako sériový bitový proud, který má být převeden na 10-bitový paralelní bitový proud. Pomocí obvodů 35, 36 a 37 hodinového generátoru se generují odpovídající hodinové signály c, b nebo a, které jsou odpovídajícím způsobem synchronní se slovní frekvencí, bitovou frekvencí 10-bitových slov a bitovou frekvencí 8-bitových slov.

Je zapotřebí určit, je-li každé slovo přicházející bitové série zakódováno ve stavu hodnoty S_Q nebo S-^ a ke které ze skupin Τθ nebo nebo T₂ náleží. Za tím účelem se 10-bitová slova vedou na obousměrný čítač 41, který je synchronizován slovním hodinovým signálem c a na konci každého slova vyznačuje disparitu (změnu hodnoty číslicového součtu uvnitř každého slo '). Tato disparita může být -2, +2 nebo 0. Tři nejnižší řády slova výstupního signálu sériově paralelního převodníku 7 se monitorují součinnovým hradlem 42 a tři nejvyšší řády slova se monitorují součinovým hradlem 43., přičemž obě hradla mají invertující vstupy, které dodávají signál, když odpovídající bity jsou nulové, tj. ve stavu hodnoty S_Q popřípadě S-^ v případě slova skupiny T₂.

Jestliže čítač 41 zjistil nulovou disparitu a buď hradlo 42, nebo hradlo 43 dodá výstupní signál, náleží slovo ke skupině T₂. Za tím účelem se výstupní signály hradel 42 a 43 kombinují se součtovým hradlem 44 a výstupní signál tohoto součtového hradla se kombinuje s výstupním signálem nulové disparity čítače 41 v součinovém hradlu 45 na vytvoření signálu, který identifikuje slovo skupiny T₂· Součtové hradlo 46 kombinuje výstupní signál o disparitě +2 z čítače 41 a výstupní signál o disparitě +2 za vytvoření signálu, který identifikuje slovo skupiny T_lz přičemž tato slova mají disparitu ±2. Signál o disparitě 0 z čítače 41 je význačný pro skupinu T_Q, když hradla 42 a 43 nedodávájí výstupní signál, což se zjišťuje pomocí hradla 47, které v důsledku toho dodává signál identifikující slovo skupiny T_Q.

Stejným způsobem jako kódovací řízení znázorněné na obr. 20 vychází dekódovací zařízení znázorněné na obr. 21 ze stavu hodnoty S-^ a slova ve stavu hodnoty S^ jsou převáděna invertováním nebo/a revertováním. Slova skupiny Tj ve stavu hodnoty S_Q mohou být identifikována tím, že mají disparitu -2, takže v případě disparity -2 je zapotřebí provést invertování a revertování. Slova skupiny T₂ ve stavu S_Q mohou být identifikována ze skutečnosti, že tři nejnižší řády slova jsou nula, tj. ze skutečnosti, že hradlo 42 dodává výstupní signál.

Aby se slova stavu S_Q převedla na slova stavu Sj, se výstupní signál sériově-paralelního převodníku 2 vede na spínací řiditelný revertor 39 přes spínací řiditelný invertor 38. Invertor 38 se spouští signálem o disparitě -2 z čítače 42 a revertor 39 signálem vytvořeným kombinováním tohoto signálu o disparitě -2 a výstupního signálu hradla 42 za pomoci součtového hradla 48., přičemž synchronizace se provádí za pomoci slovního hodinového signálu c.

Aby se dekódovala takto získaná slova, obsahuje zařízení znázorněné na obr. 21 paměť 49 , ve které je uložen modifikovaný Pascalův trojúhelník znázorněný na obr. 14, která se spouští signálem skupiny T_o a která je uspořádána paralelně s paměťovým obvodem 50., ve kterém je uložen modifikovaný Pascalův trojúhelník znázorněný na obr. 9, a který je spouštěn signálem skupiny T-]_.

Paměťové obvody 49 a 50 jsou řádkově adresovány bitovým hodinovým signálem b takovým způsobem, že na začátku slova se provede zahájení na řádku, který odpovídá 10. řádku Pascalova trojúhelníku, přičemž tímto řádkem se projde zdola nahoru.J^yto paměťové obvody se sloupcově adresují obousměrným čítačem 5ΪΪ), který přijímá 10-bitová slova přes paralelně sériový převodník 40. a v důsledku toho generuje okamžitou hodnotu číslicového součtu uvnitř slova, takovým způsobem, že zahájení se provede ve specifikovaném výchozím sloupci, tj. třetím sloupci pro paměť 49 a pátém sloupci pro paměť 50, aby se postupovalo ke sloupci s vyšším sledovým číslem po každé logické jedničce.

Současně se pod povelem bitového hodinového signálu provede nástup k vyššímu řádku, takže krok nahoru doprava v modifikovaném Pascalovu trojúhelníku se provede stejným způsobem, jak je popsáno v souvislosti s obr. 14 až 19. Podobně logická nula vede ke kroku nahoru doleva. Ve shodě se způsobem dekódování musí být čísla v modifikovaném Pascalově trojúhelníku střádána, když se ve slově vyskytne logická jednička. Za tímto účelem obvod obsahuje střádač 51 a sčítací obvod 52., který je řízen slovem na výstupu paralelně-sériového převodníku 52 a pokaždé, když se ve slově vyskytne logická jednička, přidá obsahy právě adresovaného místa paměti k obsahu střadače synchronizovanému takovým způsobem, že číslo se z paměti vynese dříve, než se změní adresa v důsledku povelu od stejné logické jedničky. Tímto způsobem se výstupní slovo generuje jako 8-bitové kódové slovo ve střádači 51, který přenáší svůj obsah do paralelně-sériového převodníku 9 na konci uvedeného slova a potom se vymaže. Potom může být provedeno posunutí slov skupiny T^_ přes 89 například nastavením střadače 51 na 89 na konci každého slova nebo přizpůsobením paměti 50.

Za účelem dekódování slov skupiny T₂ se slova na výstupu invertoru 39 vedou paralelně do paměti .53, která je spouštěna signálem Tj, a která ve funkci tohoto signálu generuje 8-bitová slova vyčtením z tabulky, a tato slova se společně s výstupními slovy střádače 51 vedou do paralelně-sériového převodníku 9 přes součtovou paměť nebo se vedou na výstup 10., přičemž převodník je řízen hodinovými signály a a c.

Synchronizace musí být prováděna hodinovými signály a, b a c a je-li zapotřebí zpožďovacími obvody a přídržnými obvody. Například 10-bitové slovo je podrobeno zpoždění o jedno celé kolo při zpracování sériově-paralelním převodníkem, invertorem, revertorem 39 a paralelně-sériovým převodníkem 40., takže generované signály skupin T_Q, Tj^ a T₂ musí být přenášeny přes hradla 54, 55 a 56 se zpožděním o délku jednoho slova.

Jak je patrno na obr. 21, hradla 44, 45, 46 a 47, paralelně-sériový převodník 40., paměti 49, 50 a 53, hradla 54., 55 a 56, střádač 51, sčítací obvod 52 a obousměrný čítač 510 tvoří převodník 300 m-bitového kódu na n-bitový kód, jehož n výstupů, v daném případě 8 výstupů 310 jsou výstupy dekódovacího zařízení. Dekódovací zařízení je opatřeno řiditelným revertorem 39 a řiditelným invertorem 38., které jsou oba umístěny na vstupní dráze D dat mezi vstupem 12 dekódovacího zařízení a m (= 10) vstupy 360 převodníku 300. Řídicí vstup 320 řiditelného invertoru 38 a řiditelný vstup 330 řiditelného revertoru 39 jsou připojeny k výstupu 340 detektoru 41 disparity, jehož vstup 350 je připojen ke vstupu 11 dekódovacího zařízení.

V zařízeních znázorněných na obr. 20 a 21 je zapotřebí paměťového obvodu pro každý ze tří skupin T_Q, T-j_, a T₂, což může být nežádoucí v důsledku žádané paměťové kapacity.

Aby se zabránilo použití kódových tabulek pro první skupinu T₂, je potom zapotřebí nalézt způsob, jak roztáhnout počet možných kódových slov nulové disparity uvnitř skupiny Τθ.

V souhlasu s tabulkou podle obr. 13 se použije 89 kódových slov o nulové disparitě ve skupině Τθ. Počet možností vytvořit kódové slovo o nulové disparitě uvnitř specifikovaných hranic je 131 ve stavu hodnoty S-j. a 197 ve stavu S_Q. Pro umožnění použití modifikovaného Pascalova trojúhelníku je potom užitečné vyjít ze situace s nejmenším počtem možností, tj. ze stavu hodnoty S_lz a když počáteční stav je na hodnotě Sq, transfonovat tato slova do stavu hodnoty S-]_. Lze použít potom všech možností ve stavu hodnoty S^, takže lze užít modifikovaného Pascalova trojúhelníku, což vyžaduje nepřerušenou řadu sledových čísel.

Uvažujeme-li skupinu Τθ, je patrno, že se použije pouze těch kódových slov, jejichž okamžitá hodnota číslicového součtu leží mezi +1 a -2 od začátku slova. To znamená, že ve stavu hodnoty Sse nepoužije slov, které mají okamžitou hodnotu číslicového součtu -3 nebo -4.

Slova s okamžitou hodnotou číslicového součtu -3, avšak nikoliv slova s hodnotou -4, mohou být mapovány do stavu hodnoty Sq pouhým invertováním. Obr. 22 znázorňuje příkladem změnu slova 286 = 0100011110 ve stavu hodnoty S^, přičemž toto slovo dosahuje úrovně -1, tj. okamžité hodnoty číslicového součtu -3.

Po invertování, které způsobí změnu na 737 = 1011100001, může být mapováno do stavu S_Q, jak je znázorněno na obr. 23.

Slova mající okamžitou hodnotu číslicového součtu -4 nebo nemohou být mapována přímo do stavu o hodnotě S_Q, protože by dosáhly nepřípustné úrovně 4 v důsledku invertování ve stavu hodnoty Ξθ. V tomto stavu hodnoty S_Q se vyskytují úrovně -1, -2 a +1, jakož i úroveň +3 v důsledku uvedeného invertování. Takto schází ta kódová slova, která dosáhnou úrovně +3, naiž by dosáhla úrovně +2. Tato kódová slova mohou být potom mapována například tím, že se slovo přehne kolem úrovně +2 po invertování, například přídavným invertováním bitů, které následuje, když se dosáhne úrovně +2, a tím, že se užije přídavného invertování (aby se zrušilo předcházející invertování, když se této úrovně dosáhne podruhé atd.). Obr. 24 ukazuje jako ilustraci slovo 59 = 0011001011, které má okamžitou změnu hodnoty číslicového součtu -4 ve stavu S-^. Toto slovo může být mapováno do stavu hodnoty S_Q v souladu s pravidly shora popsanými a dá slovo 820 = 1100110100, jak je znázorněno na obr. 25.

Popsaným způsobem lze užít všech možných kódových slov ve stavu hodnoty Sj, což umožňuje použití modifikovaného Pascalova trojúhelníku majícího šest sloupců. Jako výsledek toho bylo nalezeno 131 kódových slov o nulové disparitě. Protože je také dostupné 155 kódových slov o disparitě -2, vede to k úhrnu 286 možných kódových slov, zatímco je zapotřebí pouze 256 slov. Tato přebytečná kódová slova mohou být například přeskočena bez požadování přídavné paměťové kapacity, například tím, že se zakódování začne sledovým číslem 19, popřípadě 0.

Takto nalezená skupina kódových slov může potom být kódována a dekódována za pomoci modifikovaného Pascalova trojúhelníku majícího šest sloupců. Protože pro zakódování a dekódování skupiny T-j_ je také zapotřebí modifikovaného Pascalova trojúhelníku majícího šest sloupců, je účinné obě možnosti kombinovat, což je podle zjištění možné, užije-li se dvou koncových sloupců. V tomto případě se zvolí výchozí sloupec (pátý sloupec odpovídající stavu Sj,· viz také obr. 18 a popis), koncový sloupec pro slova o nulové disparitě, tj. pátý sloupec, a koncový sloupec pro slova s disparitou -2, tj. třetí sloupec. Ve shodě s pravidlem, že na prvním řádku má být do sloupce zavedeno číslo 1, a to vpravo od koncového sloupce označeného hvězdičkou, zavede se číslo 1 nyní vpravo od obou koncových sloupců, tj. do sloupců 4 a 6 a matice se dále vyplňuje podle pravidel popsaných v souvislosti s obr. 14 až 19. To poskytuje matici podle obr. 26 ve které jsou nevýznamná čísla umístěna v závorkách, a polohy které nejsou významné v důsledku toho, že se maticí postupuje diagonálně, se ponechají volné.

Obř. 27 ilustruje kódování a dekódování 8-bitového slova 15 = 00001111 do 10-bitového slova 77 = 00010001101, což je slovo o disparitě -2, a obráceně, a obr. 28 ilustruje kódování a dekódován9 8-bitového slova 17 = 00010001 do 10-bitového slova 79 = 0001001111, což je slovo o nulové disparitě a obráceně, ve shodě s kódovacími a dekódovacími pravidly popsanými v souvislosti s obr. 14 až 19.

Obr. 29 znázorňuje příklad kódovacího zařízení založeného na modifikovaném Pascalově trojúhelníku podle obr. 26. Jeho princip odpovídá principu obvodu podle obr. 20, avšak v daném případě se použije pouze paměti 21, ve které je uložen modifikovaný Pascalův trojúhelník podle obr. 26 a tato paměť je také použita v souladu s obr. 26, ve kterém jsou invertor 28 a revertor 29 řízený odlišně ve funkci dekódových slov a ve kterém je vložen invertor 60 mezi paralelně sériovým převodníkem 4 a výstupem 11 za účelem provedení přehnutí kolem 2, popsaného v souvislosti s obr. 25.

Generované kódové slovo, které se stane dostupným jako přebírající signál odčítacího obvodu 22 po invertování invertorem 25 se vede na obousměrný čítač 24 pro řízení sloupcového adresování paměti 21. Výstupní signál se také vede na hradlové obvody se zajišťovací funkcí (klopné obvody) 61 a 62, které zjišťují, je-li uvedený obousměrný čítač 24 ve stavu -3, popřípadě ve stavu -4. Tento výstupní signál se také vede do přídržného obvodu 63 aby udržel stav čítače na konci slova, (disparitu). Disparita se zjišťuje hradly 64 a 65 se zajišťovací funkcí, která zjišťují stavy 0 a -2. Kromě toho se stejným způsobem jako v příkladu podle obr. 20 zjišťuje počáteční stav (hodnota S_Q nebo sp pomocí obousměrného čítače 31. Pomocí součinného hradla 66 se kombinují výstupní signály hradel, 61, 64. a 31, a toto uvedené součinové hrdlo proto dodává výstupní signál, který vyznačuje slovo, které dosáhlo úrovně -3 nebo jím prošlo, zatímco disparita tohoto slova je 0 a stav má hodnotu S_Q. Takové' slovo potom může být invertováno.

Signály z hradla 65 a čítače 31 se kombinují pomocí součinového hradla 67, které dodává signál, který vyznačuje slova o disparitě -2 ve stavu hodnoty S_Q, tj. slova, která musí být invertována a revertována. Za tím účelem se výstupní signál hradla 67 vede na revertor 29 a po kombinaci s výstupním signálem hradla 66 pomocí součtového hradla 68 také na invertor 28. Signály z hradel 62 a 64 a z čítače 31 se kombinují pomocí součinového hradla 90. Toto součinové hradlo dodává signál, který označuje slova o nulové disparitě, které dosáhnou úrovně -4, zatímco počáteční stav odpovídá hodnotě S_Q. Tato slova musí být přeložena kolem +2. To může být provedeno za pomoci invertoru 60. Po paralelně-sériovém převodu v převodníku 4 má bitová série zpoždění o délku jednoho slova vůči bitové sérii na vstupu převodníku 26. Proto je signál z hradla 67 opožděn o délku jednoho slova vůči přídržnému obvodu 69.

Změna hodnoty číslicového součtu uvnitř každého slova výstupního signálu převodníku 4 je určena pomocí obousměrného čítače 71 a pokaždé, když se dosáhne úrovně +2, vydá se signál. V součinném hradlu 72 se tento signál kombinuje s výstupním signálem přídržného obvodu 69,. Toto součtové hradlo 72 řídí klopný obvod 70, který se překlopí pokaždé, když se dosáhne úrovně -2 v průběhu skládaného slova. Tento klopný obvod řídí invertor 60., aby se dosáhlo žádaného přehnutí kolem +2.

Obr. 30 znázorňuje příklad dekódovacího obvodu pro dekódování slov, jež byla zakódována pomocí obvodu znázorněného na obr. 29. Princip tohoto kódovacího obvodu odpovídá principu obvodu znázorněného na obr. 21, avšak nyní se použije pouze jednoho paměťového obvodu 50, který ukládá modifikovaný Pascalův trojúhelník znázorněný na obr. 26 a invertor a revertor jsou řízeny odlišně v závislosti na vstupním signálu.

Vstupní signál se přivede obousměrnému čítači 73 ♦ Výstupní signál tohoto čítače se vede na hradla 74 a 75 s přidržovacími funkcemi, aby se zajišťovalo čítání +2 a +3 a také přidržovacímu spínači 76, který podržuje konečnou načítanou hodnotu tohoto čítače na konci každého slova, ke hradlům 77 a 78, které mají přídržnou funkci a zjišťují je-li konečná načítaná hodnota nula popřípadě +2. Výstupní signály hradel 74 a 77 se kombinují se součinovým hradlem 79 poskytujícím signál, který je indikativní pro slova o nulové disparitě, které dosahují úrovně +3. Výstupní signály hradel 75 a 77 se kombinují pomocí součinového hradla 80. Toto hradlo 80 dodává signál, který je indikativní pro slova o nulové disparitě jež dosáhnou nebo přejdu úroveň +2, tj. slova, která byla pouze invertována nebo která byla invertovaným výstupním signálem hradla 79 v součinovém hradlu 81, které potom dodá signál indikativní pro slova, která byla přehnuta kolem +2 a tento signál se vede k přídržnému obvodu 82., aby byl udržen po dobu jednoho slova. Výstupní signál hradla 78 je indikativní pro slova o disparitě +2, tj. slova, která byla invertována a revertována. Tento signál se vede na revertor 39 a po jeho kombinování s výstupním signálem hradla 80 prostřednictvím součtového hradla 83 na invertor 38.

Výstupní signál sériově-paralelního převodníku 40 je monitorován pomocí obousměrného čítače 84./ aby dodal signál pokaždé, když se uvnitř slova dosáhne počtu +2, přičemž tento výstupní signál se kombinuje se signálem z přídržného obvodu 82 pomocí součinového hradla 85 a potom se vědě na klopný obvod 86, který přepne invertor 87 umístěný mezi převodníkem 40 a sčítac-ím obvodem 52.

Pokud jde o uspořádání znázorněné na obr. 20, 21, 29- a 30 je třeba poznamenat, že v praxi kódovací zařízení může být do velmi často kombinováno s dekódovacím zařízením, protože tyto obvody obsahují mnoho identických složek.

Pokud jde o generování signálu c pro synchronizaci slov (generátor 35 na obr. 21 a 30), je třeba poznamenat, ž lze provést kroky k zajištění toho, že tento signál zůstane ve fázi s datovými slovy, a to přidáním synchronizačních slov, které jsou jedinečné uvnitř sledu kódových slov a nemohou být odvozena od přilehlých části za sebou jdoucích kódových slov. Za tímto účelem může být nutné, například v tabulce znázorněné na obr. 13, omezit počet kódových slov. Za tím účelem tabulka podle obr. 31 znázorňuje ta informační slova (i) z tabulky podle obr. 13, která byla modifikována pro umožnění použití synchronizačních slov 0100111110 a 0000111110.

Claims (4)

1. Způsob záznamu informace na magnetický nosič záznamu, při kterém se informační signál obsahující n-bitová informační slova převádí na m-bitová informační kódová slova, přičemž nosič záznamu je opatřován pro každé m-bitové kódové slovo kombinací magnetických oblastí odpovídajících příslušnému m-bitovému kódovému slovu, přičemž sé před zaznamenáváním následné kombinace magnetických oblastí zjišťuje hodnota konečného číslicového součtu a při kterém se pro převod po sobě následujících n-bitových informačních slov volí taková specifická m-bitová slova, která se vyznačují omezenou okamžitou úrovní disparity, kde n < m a kde hodnota konečného číslicového součtu, odpočítaná po všech přenesených m-bitových slovech a zaznamenaná na začátku každého přenášeného m-bitového kódového slova, je omezena první hodnotou S_Q a druhou hodnotou S_lz přičemž ze souboru možných m-bitových slov se volí taková m.-bitová slova, která vykazují okamžitou absolutní hodnotu disparity d_lz d₂, omezenou třetí hodnotou P a čtvrtou hodnotou Q, kde d₁=P-S₀ad₂=

Q - S_lz přičemž ke každému n-bitovému slovu, jehož m-bitový ekvivalent vykazuje disparitu různu od nuly, je přiřazeno první m-bitové slovo, pro něž při začátku přenosu m-bitového slova na první konečné hodnotě číslicového součtu S_Q leží všechny okamžité hodnoty číslicového součtu během přenosu následujících bitů prvního m-bitového slova v mezích daných třetí hodnotu P a čtvrtou hodnotu Q, a druhé m-bitové slovo, pro něž při začátku přenosu m-bitového slova na druhé konečné hodnotě S_x číslicového součtu leží všechny okamžité hodnoty číslicového součtu během přenosu následujících bitů druhého m-bitového slova v mezích daných třetí hodnotou P a čtvrtou hodnotou Q, přičemž druhá m-bitová slova mají inversní a reversní binární hodnotu prvních m-bitových slov, a přičemž tato první a druhá m-bitová slova jsou pro každé odpovídající n-bitové slovo vytvářena kódovací jednotkou, vyznačující se tím, že při zjištění první hodnoty S_Q konečného čísicového součtu se vyvolí z kódovací jednotky první m-bitové slovo a nosič záznamu se opatří odpovídající kombinací magnetických oblastí a při zjištění druhé hodnoty S-^ konečného číslicového součtu se vyvolí z kódovací jednotky druhé m-bitové slovo a nosič záznamu se opatří odpovídající kombinací magnetických oblastí.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že m = 10 a n = 8 a první hodnota S_Q leží v odstupu dvou plusových logických jednotekod třetí hodnoty P a druhá hodnota leží v odstupu jedné minusové logické jednotky od čtvrté hodnoty Q, přičemž druhá hodnota S-^ leží v odstupu dvou minusových logických jednotek od první hodnoty S_Q.

CZ 277.960 B6

3. Zařízení pro záznam informace způsobem podle nároků 1 nebo 2, obsahující převodník n-bitového kódu na m-bitový kód, jehož n vstupů jsou vstupy kódovacího ústrojí, jehož m výstupů je spojeno s výstupy kódovacího ústrojí přes výstupovou dráhu dat přes řiditelný invertor kódů, umístěný na výstupové dráze dat, přičemž ovládací vstup řiditelného invertoru je spojen s detektorem hodnoty číslicového součtu, přičemž tento vstup je spojen s výstupem kódovacího ústrojí, vyznačující se tím, že kódovací ústrojí je opatřeno řiditelným revertorem (29) kódů umístěným na výstupové dráze (P) dat, přičemž ovládací vstup (240) řiditelného revertoru (29) kódu je spojen s výstupem detektoru (31) hodnoty číslicového součtu.

4. Zařízení pro čtení informace zaznamenané způsobem podle nároků 1 nebo 2, obsahující převodník m-bitového kódu na n-bitový kód, jehož n výstupů jsou výstupy dekódovacího ústrojí, vyznačující se tím, že dekódovací ústrojí je opatřeno řiditelným revertorem (39) a řiditelným invertorem (38) kódů, které jsou oba umístěny na vstupní dráze (D) dat mezi vstupy dekódovacího ústrojí a m vstupy (360) převodníku (300) m-bitových kódů na n-bitové kódy, přičemž ovládací vstupy (320, 330) řiditelného invertoru (38) kódů a říditeného revertoru (39) kódů jsou spojeny s výstupem (340) detektoru (41) disparity, jehož vstup (350) je spojen se vstupem (12) dekódovacího ústrojí.