DE10031862A1

DE10031862A1 - Verfahren zum Vermindern des Datenaufwandes in einem PRML-Datenkanal

Info

Publication number: DE10031862A1
Application number: DE10031862A
Authority: DE
Inventors: Peter Mcewen; Murat Erkocevic
Original assignee: Quantum Corp
Current assignee: Quantum Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2001-02-01
Also published as: GB2353893B; GB2353893A; US6366418B1; GB0014935D0; JP2001043637A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verminderung des Datenformat-Overheads in einer Speichereinrichtung beschrieben. Ein Sequenzdetektor umfaßt eine Reihe von Zuständen und einen Pfadspeicher mit vorbestimmter Länge. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Schreibens eines vorbestimmten verkürzten Auffüllmusters am Ende eines Verwenderdaten-Feldmusters auf ein das Signal verschlechterndes Speichermedium, wie z. B. ein Magnetband oder eine Magnetplatte, das Erzeugen von Abtastungen während des Zurücklesens des Verwenderdaten-Feldmusters und des verkürzten Musters, und ein Steuern des Sequenzdetektors während des Empfangs der Auffüll-Abtastungen, so daß eine Konvergenz zu nur einem oder einigen vorbestimmten Detektorzuständen während einer Konvergenzsequenz auftritt. Die Konvergenzsequenz und das Detektor-Auffüllmuster sind kürzer als die Sequenz, die erforderlich ist, um die gesamte Länge des Pfadspeichers zu durchlaufen. Der Endzustand, der während der Sequenz erreicht wird, kann verwendet werden, um eine genaue Abschätzung des letzten Verwenderdaten-Bits des Verwenderdaten-Feldmusters durchzuführen.

Description

Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein digitale Datenspeicherkanäle und -einrichtungen, insbe sondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Vermindern der Sequenz detektor-Ergänzungs- bzw. -Auffüllänge in einem Teilantwort-Datenkanal mit maximaler Wahrscheinlichkeit (Partial Response Maximum Likelihood data channel = PRML data channel).

Hintergrund der Erfindung

Um höhere Aufzeichnungsdichten zu erzielen, sind die Konstrukteure von magnetischen Aufzeichnungskanälen von analogen Scheitel-Detektionsverfahren zu Abtastungs-Da tendetektionsverfahren (sampled data detection techniques) übergegangen. Bei Abta stungs-Datendetektionssystemen wird das Rücklesesignal gefiltert und mit einer Kanal rate 1/T abgetastet, wobei T die Dauer eines Kanalsymbols ist. Ein solches Verfahren verwendet ein System, das als PRML-System, d. h. als Teilantwort-Datenkanalsystem mit maximaler Wahrscheinlichkeit bekannt ist. Wenn PRML verwendet wird, kann die Dichte der magnetischen Übergänge auf einem Aufzeichnungsmedium im Vergleich zu Schei tel-Detektions-Aufzeichnungs- und -Wiedergabeverfahren um bis zu 20% bis 30% er höht werden, weil ein PRML-System in robusterer Weise gewisse Übergangs-Pulsüber schneidungen (Zwischensymbol-Störungen) toleriert, als sie mit Hilfe von Scheitel-De tektionsverfahren aufgelöst werden können. Auch wird bei dem Scheitel-Detektionsver fahren das Rücklesesignal differenziert, um die Signal-Nulldurchgangsstellen zu lokali sieren. Die Differenzierung verstärkt höhere Frequenzen, was zu zusätzlichem Rau schen und vermehrten Fehlern im Rücklesesignal beiträgt. Das synchrone Abtastverfah ren, das bei PRML-Systemen verwendet wird, quantisiert die Signalamplituden zu spezi fischen Intervallen, während eines jeden Rücklese-Übergangsintervalls T ohne daß die Ermittlung von Nulldurchgängen erforderlich ist, wodurch der Differenzierschritt und die sich hieraus ergebende Vermehrung des Rauschens beseitigt werden.

Ein weit verbreitetes PRML-System verwendet Filter, um das Rücklesesignal an ein Teil antwort-Klasse-4-Signal (PR4-Signal) anzugleichen. Die diskrete Zeit-Transferfunktion eines PR4-Kanals ist (1 - D)², wobei D einen Einheits-Zeitverzögerungsoperator mit der Einheitszeit T darstellt. In einem idealen PR4-Kanal ist ein rauschfreies Ausgangssignal gleich dem Eingangssignal minus einer um zwei T zeitlich verzögerten Version des Ein gangssignals. In einem realen PR4-Kanal wird das Ausgangssignal des verrauschten Teilantwort-Kanals mit der Kanalrate abgetastet und unter Verwendung eines Sequenz detektors, wie z. B. eines Viterbi-Detektors detektiert. Typischerweise ist ein Viterbi-De tektor für eine Maximalwahrscheinlichkeits-Detektion des abgetasteten Teilantwort-Ka nals mit einem additiven, unabhängigen und identisch verteilten Gaus'chen Rauschen mit einem Mittelwert Null aufgebaut.

Während PR4ML-Kanäle in großem Umfang bei magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabesystemen für Datendichten bei oder unter zwei Kanalsymbolen pro Impuls breite bei halber Maximalamplitude (PW50/T ≦ 2,0) verwendet wurden, hat das PR4- Spektrum in zufriedenstellender Weise zum magnetischen Aufzeichnungskanal gepaßt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei normalisierten Datendichten von mehr als PW50/T = 2,0 andere Teilantworts-Modelle eine bessere Anpassung an die magneti schen Aufzeichnungs-Kanaleigenschaften besitzen. Diese Teilantwort-Modelle umfassen die Systeme EPR4 mit einer Diskretzeit-Übertragungsfunktion (1 - D) (1 + D)² oder (1 + D - D² - D³) und EEPR4 mit einer Diskretzeit-Übertragungsfunktion (1 - D) (1 + D)³ oder (1 + 2D - 2D³ - D⁴). Auch sind andere Teilantwort-Modelle bekannt, wie z. B. NPR, das eine Einheitsimpuls-Antwort von beispielsweise 7 + 4D - 4D² - 5D³ - 2D⁴ besitzt.

Sobald ein Kanalmodell ausgewählt ist, kann ein Sequenzdetektor zugeschnitten wer den. Sequenzdetektoren realisieren häufig eine Version des Viterbi-Algorithmus. Typi scherweise wird der Viterbi-Detektor für eine Maximalwahrscheinlichkeits-Detektion des abgetasteten Teilantwort-Kanals in einem additiven, unabhängigen und zufällig verteilten Gaus-Rauschen mit dem Mittelwert Null konstruiert. Der Viterbi-Algorithmus minimiert den quadratischen euklidischen Abstand zwischen der Sequenz von verrauschten Abta stungen und allen möglichen Sequenzen von idealen, kein Rauschen aufweisenden Ab tastungen entsprechend dem speziellen Kanalmodell. Der Viterbi-Algorithmus ist ein ite ratives Verfahren zum Verfolgen des Pfades mit der kleinsten akkumulierten Metrik, der zu jedem Zustand führt. Die Metriken von allen Pfaden, die in einen speziellen Zustand führen, werden berechnet und verglichen. Dann wird der Pfad mit der kleinsten Metrik als übrigbleibender Pfad ausgewählt und die anderen Pfade werden verworfen. Auf diese Weise werden alle Pfade, die nicht Teil des Pfades mit minimaler Metrik sind, systema tisch eliminiert. Der übrigbleibende Pfad zu jedem Zustand wird in einem Pfadspeicher gespeichert. Unter der Voraussetzung, daß der Pfadspeicher mit einer ausreichenden Länge versehen ist, divergieren alle ausgewählten übrigbleibenden Pfade von einem einzigen Pfad innerhalb der Spanne des Pfadspeichers. Der einzelne Pfad, von dem alle momentan übriggebliebenen Pfade divergieren, ist der Pfad mit minimaler Metrik. Der Viterbi-Detektor verfolgt dann längs des Pfadspeichers die Spur zurück, um den Konver genzzustand zu finden. Die Eingangssequenz, die dem einzelnen Pfad mit minimaler Metrik zugeordnet ist, wird dann das Ausgangssymbol des Viterbi-Detektors mit der größten Wahrscheinlichkeit.

Ein Viterbi-Detektor versucht nicht beim Empfang einer Rücklese-Abtastung oder von Abtastungen, die an einem speziellen Übergang vorgenommen wurden, festzustellen, ob ein Übergang stattgefunden hat. Statt dessen werden Abtastungen des Rücklesesignals (read back signal) genommen und an das Zielkanal-Modell angepaßt. Der Viterbi-De tektor führt dann ein laufendes Konto (running tally) des Fehlers zwischen der tatsächli chen Abtastsequenz und einer korrekten Abtastsequenz, d. h. einer Sequenz, die zu er warten wäre, wenn das Aufzeichnungsmedium mit einer speziellen Übergangsfolge be schrieben worden wäre. Eine Möglichkeit zur Darstellung des Viterbi-Detektor-Pfadspei chers ist ein Gitterdiagramm (trellies diagram), das eine Vielzahl von Zuständen und eine Vielzahl von Pfaden aufweist, die von jedem Zustand zu anderen Zuständen führen. Während Analog-Digital-Abtastungen (y_k) auf der einen Seite des Gitters eingespeist werden, werden Abschätzungen von früheren Bits am gegenüberliegenden Ende des Gitters ausgegeben. Eine Fehlermetrik wird für jede einer Vielzahl von möglichen Zu stands-Übergangssequenzen ermittelt. Während mehr Abtastungen in den Viterbi-De tektor gelangen, werden weniger wahrscheinliche Übergangssequenzen (Pfade) elimi niert und durch eine Zurückverfolgung längs des Gitters ergibt sich ein Pfad mit der größten Wahrscheinlichkeit als konvergenter Satz von Pfaden und ermöglicht es dem Viterbi-Detektor eine Entscheidung bezüglich der Daten mit der größten Wahrscheinlich keit zu treffen.

Der magnetische Aufzeichnungskanal ist kein idealer Kanal. Vielmehr können Rauschen, Fehler des Aufzeichnungsmediums, das nicht lineare Ansprechen des Wiedergabeele ments und andere Störeinflüsse zu einer Verzerrung des Rücklesesignals bzw. zu einem Fehler in diesem Signal führen. Daher können Fehlerereignisse auftreten, was auch tat sächlich geschieht. Wenn eine Sequenz-Detektion verwendet wird, können Fehlerereig nisse in einem Pfad mit der größten Wahrscheinlichkeit, der vom Viterbi-Detektor aus gewählt wurde, auftreten, der vom richtigen Pfad divergiert. Häufig werden Kodier-Ein schränkungen verwendet, um Datenpaket-Fehlerlängen zu begrenzen, so daß das Gitter (der Pfadspeicher) mit einer praktisch realisierbaren Maximalzahl von Zuständen ausge stattet werden kann. Das Gitter hat jedoch bei jedem Sequenzdetektor, wie z. B. einem Viterbi-Detektor, eine Vielzahl von Zuständen und muß eine Vielzahl von Abtastungen empfangen, bevor es seine Entscheidung hinsichtlich des Pfades mit der größten Wahr scheinlichkeit treffen und somit jeden Binärdatenwert (Eins oder Null) mit der größten Wahrscheinlichkeit ausgeben kann.

Beispiele von magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanälen, die PRML-Sy steme verwenden, finden sich in dem an die Anmelderin ebenfalls übertragenen US-Pa tent 5,521,945 (Knudson) mit dem Titel "Reduced Complexity EPR4-Post-Processor for Sampeled Data Detection" und in dem US-Patent 5,844,738 (Behrens et al) mit dem Titel "Synchronous Read Channel Employing a Sequence Detector with Progammable De tector Levels". Eine Veröffentlichung von R. Behrens und A. Armstrong mit dem Titel "An advanced reach/write channel for magnetic disk storage", die in IEE Twenty-Sixth Asilo mar Conf. on Signals, Systems & Computers, Band 2, Seiten 956 bis 960 im Oktober 1992 erschienen ist, liefert auch nützliche Hintergrundinformation bezüglich einer Reihe von Gesichtspunkten, die mit PRML in Verbindung stehen.

Bei magnetischen Datenspeichereinrichtungen, wie z. B. Festplattenlaufwerken, werden Verwenderdaten typischerweise in Blöcken oder Sektoren gespeichert, die innerhalb ei ner Datenspur definiert sind. Diese Spuren können, wie dies bei optischer Aufzeichnung der Fall ist, von einer einzigen spiralförmigen Spur gebildet werden, oder können aus ei ner Vielzahl von diskreten konzentrischen Spuren bestehen, wie dies bei Magnetplatten aufzeichnung üblich ist. Jeder Datensektor beginnt typischerweise mit gewissen Ver waltungsinformationen (overhead information), die ein Synchronisationsfeld, und ein Adressen-Markierungs-Muster umfassen, das es ermöglicht, Datenblöcke korrekt zu unterteilen, woran sich ein Datenfeld mit Verwenderdaten-Bytes und ECC-Syndrom- Bytes und ein Auffüll-Feld anschließen. . Da der Sequenzdetektor Pfadmetriken und eine Vielzahl von Zuständen verwendet, um zu jeweils einer Datenentscheidung zu gelangen, war es bisher erforderlich, ausreichend Auffüll-Bits im Auffüll-Feld am Ende eines jeden Sektors oder Datenblocks einzusetzen, um die letzte Verwenderdaten- oder ECC-Abta stung durch das Detektor-Gitter zu schieben. Die Anzahl der Auffüll-Bits, die erforderlich war, um den Pfadspeicher des Sequenzdetektors zu spülen, hängt primär von den Eu klid-Abstands-Eigenschaften des Zielmodells ab. Wenn die Größe des Detektor-Auffüll bereichs vermindert werden könnte, könnte jeder Datensektor kleiner gemacht werden, wodurch es möglich würde, eine größere Anzahl von Sektoren auf der Magnetplatten- Oberfläche aufzuzeichnen.

Daher ergab sich ein bisher nicht befriedigter Bedarf für ein Verfahren zur Verminderung des Ausmaßes des Sequenzdetektor-Auffüllbereichs in einem Datenblockformat ohne den Verlust von Verwenderdaten in einer Weise, welche die Begrenzungen und Nach teile von dem Stand der Technik entsprechenden Strukturen und Verfahren überwindet.

Zusammenfassung und Ziele der Erfindung

Ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Länge eines Sequenzdetek tor-Auffüllmusters innerhalb eines Teilantwort-Aufzeichnungs- und -Wiedergabekanals mit maximaler Wahrscheinlichkeit in einer Weise zu vermindern, daß die Einschränkun gen und Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ist es, einen einfachen und eleganten Weg zur Verfügung zu stellen, um einen Sequenzdetektor so zu steuern, daß er zu einer Ent scheidung bezüglich der größten Wahrscheinlichkeit für den letzten Binärwert eines Verwenderdaten-Feldes gelangt, ohne daß ein vollständiger Abschnitt eines Pfadspei chers des Sequenzdetektors durchlaufen werden muß.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen verkürzten Detektor-Auffüllbe reich zum Einschluß in einem Datenmuster zu schaffen, das auf ein das Signal ver schlechterndes Speichermedium geschrieben wird, wobei die Auffüllbereich-Länge so gewählt wird, daß sie gleich oder kleiner als die Anzahl von Bits in einem Zustand (state) eines Sequenzdetektors ist. Wenn die Auffüllbereich-Länge gleich der Anzahl von Bits in einem Zustand ist, dann gibt es nur einen Zustand des Sequenzdetektors, der dem Auf füllmuster entspricht. Wenn die Auffüllbereich-Länge kleiner ist als die Anzahl von Bits in einem Zustand, dann gibt es mehrere Sequenzdetektor-Zustände, die dem Auffüllmuster entsprechen (typischerweise handelt es sich dabei um eine sehr kleine Anzahl von Zu ständen), und das Auffüllmuster wird so gewählt, daß Pfade, die von einem allgemeinen Zustand des Sequenzdetektors divergieren und die kleine Anzahl von Zuständen errei chen, welche dem Auffüllmuster entsprechen, voneinander hinsichtlich des euklidischen Abstandes eine große Separation besitzen.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ver mindern des Datenformat-Überhangs in einer Speichervorrichtung geschaffen, welche einen Sequenzdetektor umfaßt, der eine Reihe von Zuständen und einen Pfadspeicher mit vorbestimmter Länge besitzt. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte des Schreibens mit einem vorbestimmten verkürzten Auffüllmuster am Ende eines Verwenderdaten- Feldmusters auf ein das Signal verschlechterndes Speichermedium der Einrichtung, das Erzeugen von Abtastungen während des Zurücklesens des Verwenderdaten-Feldmu sters und des verkürzten Musters, und Steuern eines Sequenzdetektors während des Empfangs von Abtastungen des verkürzten Auffüllmusters zum konvergieren zu einem Zustand oder einer kleinen Anzahl von vorbestimmten Zuständen des Sequenzdetektors während einer Konvergenzsequenz, welche eine Länge besitzt, die kleiner ist als die ei ner Sequenz, die erforderlich ist, um die gesamte Länge des Pfadspeichers des Se quenzdetektors zu durchlaufen. Das verkürzte Detektor-Auffüllmuster wird so gewählt, daß Pfade, die von einem allgemeinen Zustand des Sequenzdetektors divergieren und die kleine Anzahl von vorbestimmten Zuständen erreichen, voneinander eine große Se paration hinsichtlich des euklidischen Abstandes besitzen, wodurch eine genaue Selek tion eines Pfades mit der größten Wahrscheinlichkeit zu dem einen Zustand möglich wird, der eine Abschätzung mit der größten Wahrscheinlichkeit des letzten Bitwertes ei nes Verwenderdatenfeldes anzeigt. Vorzugsweise ist die Speichereinrichtung ein ma gnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät, und umfaßt das das Signal ver schlechternde Speichermedium ein magnetisches Speichermedium, wie z. B. eine Platte oder ein Band und wird das Verwenderdaten-Feldmuster zerhackt (scrambled), um ein magnetisches Muster zu randomisieren, das auf dem magnetischen Speichermedium aufgezeichnet wird, und der Schritt des Schreibens des vorbestimmten verkürzten Auf füllmusters wird durchgeführt, ohne das verkürzte Auffüllmuster zu zerhacken.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung realisiert eine magne tische Datenspeichereinrichtung, wie z. B. ein magnetisches Festplattenlaufwerk oder ein magnetisches Bandlaufwerk eine Teilantwort-Datenabtast-Detektion mit maximaler Wahrscheinlichkeit in einer Weise, welche den Datenspeicher Overhead vermindert. Das Gerät umfaßt einen Schreibkanal zum Schreiben eines vorbestimmten verkürzten Auf füllmusters am Ende eines Verwenderdaten-Feldmusters auf ein magnetisches Spei chermedium des Gerätes, und einen Lesekanal zum Erzeugen von synchronen Abta stungen während des Zurücklesens des Verwenderdaten-Feldmusters und des verkürz ten Auffüllmusters. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin einen Sequenzdetektor zum Ermit teln von Sequenzen von Datensymbolen mit der größten Wahrscheinlichkeit beim Emp fang von Abtastungen, der eine vorbestimmte Pfadspeicherlänge besitzt. Der Sequenz detektor umfaßt eine Steuerlogik zum Steuern des Sequenzdetektors während des Empfangs von Abtastungen des verkürzten Auffüllmusters, um eine Speicherpfad-Kon vergenz zu nur einem Zustand oder einer kleinen Anzahl von vorbestimmten Zuständen aus einer Reihe von möglichen Detektorzuständen während einer Pfad-Konvergenzse quenz zu veranlassen, welche eine Dauer besitzt, die kleiner ist, als die Dauer einer Pfadsequenz, die benötigt wird, um die volle Länge des Speicherpfades des Sequenz detektors zu durchlaufen. Der sich ergebende Zustand bzw. die sich ergebenden Zu stände können verwendet werden, um eine Abschätzung mit maximaler Wahrscheinlich keit für den letzten Bitwert eines Verwenderdaten-Feldes zu erhalten. Vorzugsweise umfaßt die Steuerlogik eine Schaltung zum Eliminieren eines jeden Pfades längs des Detektorspeicherpfades, der nicht zu dem sich ergebenden Zustand oder den sich erge benden Zuständen führt. Auch kann der Schreibkanal des Geräts einen Vorcodierer umfassen, der einen Ausgangswert Y_k abgibt, der gleich Y_k-1 XOR verknüpft mit X_k ist, wobei X_k der Eingangswert ist. In diesem Fall umfaßt das verkürzte Auffüllmuster eine Sequenz von binären Nullen, die selektiv an den Eingang des Vorcodierers während ei ner Schreibsequenz zum Schreiben des verkürzten Detektor-Auffüllmusters angelegt wird.

Diese und weitere Ziele, Vorteile, Gesichtspunkte und Merkmale der vorliegenden Erfin dung ergeben sich noch genauer aus der folgenden detaillierten Beschreibung einere bevorzugten Ausführungsform, welche auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Speicherpfad-Gitter für ein Teilantwort-Polynom mit vorbestimmter Länge,

Fig. 2 ein weiteres Beispiel eines Speicherpfad-Gitters für ein Teilantwort-Poly nom mit vorbestimmter Länge,

Fig. 3 ein Diagramm eines Verwenderdaten-Blockformates, das ein verkürztes Detektor-Auffüllfeld gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung be sitzt,

Fig. 4 ein vereinfachtes elektrisches Blockdiagramm eines Verfahrens, das das Einführen von Auffüll-Bits mit bekanntem Wert in das verkürzte Detektor- Auffüllfeld des Verwenderdaten-Blockformates aus Fig. 3 erzwingt,

Fig. 5 ein Diagramm eines sechzehn Zustände umfassenden Speicherpfad-Git ters, das eine erzwungene Konvergenz aller Pfade zu einem einzigen Zu stand in vier Abtast-Taktintervallen gemäß den Prinzipien der vorliegen den Erfindung wiedergibt,

Fig. 6A ein elektrisches Blockdiagramm eines Schreibkanals eines magnetischen Speichergerätes, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung realisiert, und

Fig. 6B ein elektrisches Blockdiagramm eines Lesekanals eines magnetischen Speichergerätes, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung realisiert.

Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen

Ein Sequenzdetektor, wie z. B. ein Viterbi-Detektor umfaßt einen Pfadspeicher. Die vor liegende Erfindung wird als Beispiel eines Lese/Schreib-Kanals für ein Plattenlaufwerk beschrieben, der einen typischen 2^S-Zustands-Sequenzdetektor mit einer Latenz oder Pfadlänge von L Bits umfaßt. Beispielsweise hat ein existierender Lese/Schreib-Kanal für ein Magnetplattenlaufwerk einen Sequenzdetektor, bei dem S = 4 und L = 12 ist. Eine Latenz von L Bits bedeutet, daß normalerweise die maximale Länge der miteinander konkurierenden Pfade durch das Gitter vor ihrem Zusammenlaufen L Bits (L Bit-Taktzy klen) ist. Ein Gitterdiagramm wird dadurch erhalten, daß man eine Zeitaxis zu einem Se quenzdetektor-Zustandsdiagramm hinzufügt. Ohne Verwendung der Prinzipien der vor liegenden Erfindung müßte man L Auffüll-Bits (12 Auffüll-Bits) an das Ende eines jeden Datensektors anhängen, um zu garantieren, daß die Pfade für das letzte Verwenderda tenbit regulär zusammenlaufen. Diese L Auffüll-Bits stellen einen Überhang (overhead) auf dem Speichermedium dar und verbrauchen Raum, der ansonsten für die Speiche rung von mehr Verwenderdaten zur Verfügung stünde.

Die vorliegende Erfindung vermindert die Länge der Detektor-Auffüllung von L Bits auf eine vorbestimmte Anzahl von Auffüll-Bits, die kleiner oder gleich S Bits ist, wobei S gleich der Anzahl der Sequenzdetektor-Zustände ist. Dieses Verfahren wird in der Weise realisiert, daß ein nicht kodiertes festes Bitmuster von einer Länge gleich oder weniger als S nach dem letzten Verwenderbit innerhalb des Block- oder Sektorformats der Spei chereinrichtung geschrieben wird. Dann erzwingt während eines nachfolgenden Wieder ausleseprozesses in dem Augenblick, in welchem die letzte Verwenderdaten-Abtastung in den Sequenzdetektor eingespeist wird, eine spezielle Logik eine Auswahl von mitein ander in Konkurrenz stehenden Pfaden längs des Gitters, die zu einer Konvergenz auf einen Zustand oder Zuständen führt, welche durch das spezielle Detektor-Auffüllbit-Mu ster definiert sind, das auf das Medium geschrieben ist. Gemäß den Prinzipien der vor liegenden Erfindung entspricht dann, wenn die Detektor Auffüll-Länge gleich S ist, nur ein einziger Sequenz-Detektor-Zustand dem Auffüll-Binärmuster. Wenn die Detektor- Auffüll-Länge kleiner als S ist, dann gibt es einige wenige Zustände, die der Auffüllse quenz entsprechen. Demgemäß wird für Auffüll-Längen kleiner als S das Auffüllmuster so gewählt, daß Pfade längs des Detektorgitters, die von einem allgemeinen bzw. ge meinsamen Zustand divergieren und diese einigen wenigen Zustände erreichen, eine große Separation von einander hinsichtlich des euklidischen Abstandes aufweisen, so daß der Sequenzdetektor eine genaue Selektion des Pfades mit der größten Wahr scheinlichkeit durch das Gitter vornehmen kann.

Fig. 1 zeigt einen Pfadspeicher als zweidimensionales Gitter für ein Teilantwort-Polynom mit der Länge h(D) = 1 + αD + βD² und beispielsweise S gleich 2 und L gleich einer Länge 12. Bei dem Beispiel der Fig. 1 stellt jede horizontale Zeile des Gitters einen spe ziellen Zustandsvektor dar. Beispielsweise hat die oberste Zeile einen Zustandsvektor 11, die nächste Zeile einen Zustandsvektor 10, die dritte Zeile einen Zustandsvektor 01 und die unterste Zeile einen Zustandsvektor 00. Die Pfade durch das Gitter steilen alle möglichen Abtastsequenzen dar. Die ganz rechte Zustandsspalte stellt Zustände und Pfade von den zuletzt eingegebenen Daten-Abtastungen dar. Die ganz linke Zustands spalte zeigt die ältesten Pfade.

Bei dem Beispiel in Fig. 1 gibt es vier Zustände und vier Gittertiefen zwischen Zustän den, die von 5-Bit-Taktintervallen gebildet werden, nämlich von rechts (am ältesten) nach links (am jüngsten) k, k - 1, k - 2, k - 3 und k - 4. Bei jeder Tiefe oder jedem Niveau des Gitters wird von jedem Zustand durch Bestimmung einer Pfadmetrik eine Spur zurückgelegt bzw. verfolgt. Bei einer bevorzugten Form ist die Pfadmetrik die Summe des mittleren Quadratfehlers des speziellen Pfades. Die Pfadmetrik identifiziert einen besten Zustand und einen besten Pfad, wie in Fig. 1 angegeben. Es gibt mehrere Pfade, die sich längs des Gitters aus Fig. 1 erstrecken. Während eines jeden Taktzyklus aktualisiert der Vi terbi-Detektor aus Fig. 1 die vier Zustandsmetriken und wählt einen der Pfade als übrig bleibenden Pfad für jeden der vier Zustände aus. Der übrigbleibende Pfad stellt den Pfad dar, der die kleinste Pfadmetrik besitzt, die zu einem speziellen Zustand führt, und die Zustandsmetrik stellt die diesem Pfad zugeordnete Metrik dar. Um die Zustandsmetriken zu aktualisieren, erweitert der Detektor den übriggebliebenen Pfad um zwei Pfade zu je dem Zustand in der nächsten Gittertiefe zu erhalten. Jede Pfadmetrik wird dadurch er halten, daß eine Zustandsmetrik zu einer Verzweigungsmetrik addiert wird, wobei die Verzweigungsmetrik den quadrierten euklidischen Abstand zwischen der momentanen verrauschten Abtastung und der rauschfreien Abtastung darstellt, die der Verzweigung zugeordnet ist. Bei dem Beispiel der Fig. 1 mit vier Zuständen werden während eines je den Taktzyklus acht Pfadmetriken berechnet und vier Vergleiche durchgeführt, um die übrigbleibenden Pfade zu selektieren.

Die Pfadspeicherlänge wird so gewählt, daß sich dann, wenn die Vielzahl von Pfaden weit genug zurückverfolgt wird, beispielsweise über eine Gittertiefe oder eine Speicher pfadlänge von 12 Taktzyklen, zeigt, daß alle übriggebliebenen Pfade an einem einzigen Zustand konvergieren. Wenn man längs des Gitters die Spur zurückverfolgt (von rechts nach links) konvergieren schließlich alle übriggebliebenen Pfade am gleichen Zustand. Der Grund, daß eine solche Konvergenz nützlich ist, liegt darin, daß sie es dem Viterbi- Detektor ermöglicht, ein Binärbit mit der größten Wahrscheinlichkeit eines speziellen Symbols zu selektieren und auszugeben, das dem übriggebliebenen Zustand entspricht. Im Beispiel der Fig. 1 laufen alle übriggebliebenen Pfade zurück zu einem Konvergenz punkt an einem einzigen Zustand (11) zur Zeit k - 3.

Das Sequenz-Detektionsverfahren hat daher eine inherente Verzögerung. Um die Kor relation zwischen a/d-Proben zu verwenden, kann der Sequenzdetektor erst dann eine endgültige Entscheidung hinsichtlich der Symbolsequenz mit der größten Wahrschein lichkeit treffen, nachdem sich gezeigt hat, daß alle übriggebliebenen Pfade in einem ein zigen Zustand zusammenlaufen, typischerweise am Ende des Pfadspeichergitters (bei spielsweise 12 Taktzyklen später als die momentan einlaufende Datenabtastung). Um sicherzustellen, daß die Pfade für das letzte Bit des Verwenderdaten-Feldes zusam menlaufen, bestand die herkömmliche Lösung darin, das Datenfeld dadurch zu erwei tern, daß ansonsten unnötige Auffüll- oder Ergänzungsdaten addiert wurden, wie z. B. 12 Binärbits in dem Detektor Auffüll-Feld, das dem Daten/ECC-Feld (EEC = Error Correc tion Code) des Datensektors folgt. Beispielsweise hat bei magnetischen Speichergerä ten, die eine Sequenzdetektion verwenden, diese vollständige Detektorauffüllung einen Verlust von Speicherraum auf dem Speichermedium zur Folge. Bei Festplattenlaufwer ken spart die vorliegende Erfindung wenigstens ein Byte (8 serielle Binärbits) pro Daten sektor ein, wodurch der für die Speicherung von Verwenderdaten verfügbare Raum er höht und die Speicherkapazität typischerweise um wenigstens 0,2% vergrößert wird.

In Fig. 2 sind die Zustände und Pfade der Fig. 1 sowie Zustände zu zwei zusätzlichen Zeiten k + 1 und k + 2 wiedergegeben. Bei dem Beispiel der Fig. 2 wird eine verkürzte De tektorauffüllung 00 verwendet. Abtastungen, die der verkürzten Detektorauffüllung ent sprechen, werden in das Gitter zur Zeit k und k + 1 eingespeist. Wie gezeigt, wird zur Zeit k + 2 nur der Detektor-Gitterzustand (00) zugelassen. Die Detektorauffüll-Sequenz zwingt zur Bit-Taktzeit k + 2 alle Pfade zum Zustand (00). Daher ist der Sequenzdetektor inner halb von nur 2 Bit-Taktperioden in der Lage zu entscheiden, ob das letzte Symbol des Verwenderfeldes eine Null oder eine Eins ist. Bei dem vorliegenden Beispiel wurde dabei die Detektorauffüll-Länge von 12 Bits auf 2 Bits reduziert.

Weiterhin zwingt die 2-Bit-Auffüllung des Beispiels aus Fig. 2 die inkorrekten Pfade längs des Detektorgitters mehr Abstand einzunehmen. Der Ausdruck "Abstand" wird auch als die Summe der Verzweigungsmetriken bezeichnet, wobei jede Verzweigungsmetrik eine ungefähre Form von (y - d)² besitzt, wobei y die emfpangene A/D-Abtastung und d die ideale Abtastung ist. Während sich die empfangene A/D-Abtastung dem idealen Ab tastwert nähert, nimmt die Verzweigungsmetrik nichtlinear um eine Potenz von 2 ab. Da her sollte auf dem richtigen Pfad die Verzweigungsmetrik ziemlich klein sein. In dem Maß, in dem sich der beste Pfad weiter von dem richtigen Pfad entfernt, wird die Ver zweigungsmetrik das Quadrat der Differenz zwischen den beiden Werten (die Ähnlichkeit oder Proportionalität in einer speziellen Realisierung hängt von den speziellen Verzwei gungsmetrik-Berechnungsverfeinerungen ab und unterliegt der Rundung und Sättigung sowie den Nachschlagetabellen-Näherungen usw.).

Da in Fig. 2 zur Zeit k der beste Pfad nicht der korrekte Pfad ist, ist es sehr wünschens wert, den Abstand des besten Pfades zu vergrößern, wenn er mit dem korrekten Pfad zum Zeitpunkt k + 2 am Zustand (00) zusammenläuft. Diese Lösung ermöglicht es dem Sequenzdetektor, eine Entscheidung über das letzte Bit zum Zeitpunkt k + 2 zu treffen, statt beispielsweise bis zur Zeit k - 10 warten zu müssen, um die Entscheidung zu fällen. Durch Verwendung der Lösung aus Fig. 2 werden 10 Taktzyklen (und 10 Bit) eingespart.

Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Beispiel eines Datensektors 100, der seriell auf einer kreisförmigen Spur einer Datenspeicheroberfläche einer sich drehenden magnetischen Speicherplatte aufgezeichnet ist. Gemäß der Aufzeichnung liegen die Daten innerhalb eines genauen Spurortes bzw. Spurbereiches; dieser ist zur Vereinfachung der Zeich nung in Fig. 3 geradlinig dargestellt. Wie auf der Spur aufgezeichnet, beginnt der Daten sektor 100 mit einem Präambel-Feld 102. Das Präambel-Feld 102 umfaßt typischerweise ein bekanntes periodisches Muster, das dann, wenn es von der Plattenoberfläche zurück gelesen wird, den Lesekanal in die Lage versetzt, seine Zeitsteuerung, seinen Gewinn und die DC-Offset-Einstellungen beispielsweise für den speziellen Sektor 100 zu norma lisieren. Ein Adress-Markierungsfeld 104 (AM) wird dann gelesen und von einer Daten steuerung des Plattenlaufwerks verwendet, um die Verwenderdaten in Verwenderbytes oder Datensymbole dadurch zu unterteilen, daß ein Byte-Takt synchron mit der Wieder gabe des aufgezeichneten Verwenderdaten-Musters in einem Daten/ECC-Feld 106 ge startet wird. Kodierte und zerhackte Verwenderdaten (einschließlich angehängter ECC-, Überprüfungs- und/oder Paritäts-Werte) folgen dann im Datenfeld 106 über eine be trächtliche Länge des Sektors. Die Daten/ECC-Werte sind typischerweise so zerhackt, daß das geschriebene Datenmuster randomisiert ist. Auch können die Daten in Überein stimmung mit einem Lauflängen-Code oder einem anderen Code kodiert sein, um eine genaue Zeitsteuerungs-Wiedergewinnung zu ermöglichen.

Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung folgt ein verkürztes Detektor-Auffüll- Feld 108 auf das Daten/ECC-Feld 106. Das verkürzte Detektor-Auffüll-Feld 108 wird dann von einem Sektor-Abschluß-Auffüll-Feld 110 gefolgt, das irgend eine andere Auf füllung enthält, die für einen korrekten Betrieb des speziellen digitalen Auslesekanals erforderlich ist. Wenn z. B. der Kanal ein digitales Endimpuls-Antwortfilter (FER) enthält, muß das FER-Filter weiterhin gültige Abtastungen erhalten, die auf Abtastungen des letzten Verwender/ECC-Übergangs, der aus dem Datenfeld 106 ausgelesen wurde, fol gen, um die Speicherlängen-Anforderungen des speziellen digitalen FER-Filters zu er füllen.

Bei einem zur Zeit bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein 16-Zustands-Sequenzde tektor verwendet, der eine Speicherpfadlänge von 12-Abtastungs-Taktintervallen besitzt. Üblicherweise ist es erforderlich, 12 Extraabtastungen nach der letzten Verwenderdaten- Abtastung zur Verfügung zu stellen, damit eine Zurückverfolgung über 12 Taktintervalle längs des Speicherpfadgitters möglich ist, um einen Konvergenzstatus zu finden. Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird ein bekanntes Muster in das verkürzte Detektor-Auffüll-Feld 108 geschrieben und es wird der beste von zwei Sequenzdetektor- Zuständen (0000) oder (1111) nach 4 Abtast-Taktintervallen statt nach 12 Abtast-Taktin tervallen gewählt. Im Gegensatz zu den Verwender/ECC-Werten des Datenfeldes 106 wird das kurze Datenmuster des Detektor-Auffüll-Feldes 108 nicht zerhackt oder kodiert.

Fig. 4 zeigt ein vereinfachtes Schaltungs-Blockdiagramm eines Verfahrens zur Erzeu gung des bekannten Musters während eines Sektor-Aufzeichnungsvorganges beispiels weise eines Plattenlaufwerks. Ein Verwenderdatenpfad 120 liefert kodierte und zer hackte Verwender-Binärdatenwerte über einen Selektor 122 an einen Vorcodierer 124. Das Ausgangssignal des Vorcodierers 124 ist Y_k = Y_k-1 XOR verknüpft mit X_k, wobei X_k das Eingangssignal ist. Das Ausgangssignal des Vorcodierers 124 läuft dann durch ein das Signal verschlechterndes Medium eines Teilantwort-Kanals 126, wie z. B. einer Ma gnetspeicherplatte oder eines Magnetspeicherbandes. Am Ende des Verwenderdaten feldes 106 spricht eine Steuerlogik 128 auf einen Sektor-Byte-Zählwert in der Weise an, daß sie ein Selektro-Aktivierungs-Steuersignal erzeugt, das in Fig. 3 unter dem Sektor 100 graphisch dargestellt ist und den Selektor 122 veranlaßt, sein Ausgangssignal vom Verwenderdatenpfad 122 auf eine Auffüll-Bitquelle 130 umzuschalten. Die Auffüll-Bit quelle 130 gibt dann ein bekanntes Bitmuster, wie z. B. drei binäre Nullen in den Eingang des Vorcodierers 124 ein.

Es gibt zwei mögliche Ausgangswerte des Vorcodierers bei jedem Bittakt-Intervall, näm lich entweder eine Eins oder eine Null. Das letzte Verwender/ECC-Datenbit Y_k-1 kann entweder eine Eins oder eine Null sein. Wenn Y_k-1 eine Eins ist, dann gibt der Vorcodie rer 124 dann, wenn ihm von der Quelle 130 drei Nullen zugeführt werden, ein Muster von vier binären Einsen aus. Wenn andererseits Y_k-1 eine Null ist, dann gibt der Vorcodierer 124 ein Muster von vier binären Nullen ab. In beiden Fällen ist beim Codieren des Auf füll-Feldes 108 X_k = 000 (die erzwungene Nullen-Eingabe bedeutet, daß der X_k-Ausdruck im wesentlichen nicht vorhanden ist; somit hängt das Ausgangssignal des Vorcodierers lediglich vom Status des letzten Verwenderbits Y_k-1 ab). Daher wird das verkürzte De tektor-Auffüll-Feld entweder mit drei binären Einsen oder mit drei binären Nullen in Ab hängigkeit vom logischen Zustand des letzten Verwender/ECC-Datenbits aufgezeichnet.

Wenn Abtastungen des 1111- oder 0000-Datenmusters einen Sequenzdetektor errei chen, wird der 16-Zustands-Sequenzdetektor gezwungen, den besten Zustand aus den Zuständen (1111) oder (0000) in nur vier Abtastintervallen auszuwählen. Fig. 5 zeigt alle übriggebliebenen Pfade zum Detektorzustand (0000). Ein komplementäres Muster von übriggebliebenen Pfaden tritt zum Detektorzustand (1111) auf. Die Logikschaltung inner halb des Sequenzdetektors wird getriggert, die veranlaßt, daß alle Pfade verworfen wer den, die nicht entweder zum Detektorzustand (1111) oder zum Detektozustand (0000) konvergieren. Daher tritt bei dem Beispiel eines 16-Zustands-Sequenzdetektors, der eine Pfadlänge von 12 besitzt, Konvergenz am Ende des Verwender/ECC-Feldes 106 bereits nach 4 statt nach 12 Abtastintervallen auf. Da das höchstwertige Bit des Detektorsym bols (1111) oder (0000) dem letzten Verwender/ECC-Datenbit entspricht, gibt der De tektor je nach dem entweder eine Eins oder eine Null ab.

Fig. 6A zeigt ein mehr ins Einzelne gehendes Blockdiagramm eines Schreibkanals für ein Teilantwort-System, wie z. B. ein magnetisches Festplattenlaufwerk. Der Verwender datenpfad 120 umfaßt eine Quelle 150 für serielle Verwenderdaten, die typischerweise von einer Laufwerks-Schnittstelle und einem Host-Computer (nicht dargestellt) kommen. Die seriellen Daten werden dann in herkömmlicher Weise in einem ECC-Kodierblock 152 als ECC-Block oder verschachtelt codiert und dann in einem Zerhackerblock 154 zer hackt. Nach dem Zerhacken werden die Datensymbole durch einen RLL-Codierer lauf längencodiert und dann durch den Selektor 122 und den Vorcodierer 124 geleitet, wie dies in Verbindung mit Fig. 4 erläutert wurde. Ein Parity-Anhäng-Block 158 ist vorgese hen, um beispielsweise an jedem RLL-codierten Block ein Parity-Symbol anzuhängen. Das sich ergebende Binärmuster wird dann durch den Teilantwort-Kanal 126 beispiels weise als Schreibstrom geleitet, der an ein magnetisches Schreibelement eines Übertra gerkopfes angelegt wird, der über einen ausgewählten Spurbereich einer Magnetspei cherplatte (nicht dargestellt) läuft. Der Übertragerkopf formt den Schreibstrom in ein Sät tigungsmagnetfeld um, das die zu diesem Augenblick unter den Kopf hindurchlaufenden Magnetbezirke der Platte ausrichtet. Wenn sich der Strom umkehrt, kehren sich auch die Magnetbezirke um und es tritt ein Flußübergang auf. Weitere Einzelheiten eines Plat tenlaufwerks, das eine Teilantwort-Datendetektion mit maximaler Wahrscheinlichkeit verwendet, können dem der Anmelderin übertragenen US-Patent 5,341,249 (Abbott et al) entnommen werden, das den Titel "Disk drive using PRML class IV sampling data detection with digital adaptive equalization" trägt und dessen Offenbarungsgehalt hier durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.

Fig. 6B zeigt einen Lesekanal des Plattenlaufwerks aus Fig. 6A. Der Lesekanal umfaßt einen Synchron-Abtaster 160 zum synchronen Abtasten eines analogen Rücklesesi gnals, das von einem Leseelement des Übertragerkopfes kommt. Das analoge Rückle sesignal wird dann einer Angleichung an das Ziel-Teilantwort-Modell oder Spektrum mit Hilfe eines Digital-Equalizers 162, wie z. B. eines FER-Filters, angeglichen. In der Praxis kann die Lesekanal-Angleichung des analogen Rücklesesignals anstelle oder zusätzlich zu der vom Equalizer 162 durchgeführten digitalen Angleichung ausgeführt werden. Die angeglichenen Abtastungen werden dann einem Sequenzdetektor 164, beispielsweise einem Viterbi-Detektor zugeführt. Der Viterbi-Detektor 164 umfaßt eine spezielle Logik schaltung 166, welche das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchführt. Ein Nach prozessor 168 kann auf den Sequenzdetektor 164 folgen und er gibt die Abschätzungen mit der größten Wahrscheinlichkeit des ursprünglichen Schreibstrommusters ab. Andere herkömmliche Elemente des Lesekanals umfassen einen Nachcodierer 170, der als In verter des Vorcodierers 124 arbeitet. Ein RLL-Decoder 172 decodiert dann die RLL-co dierten Blöcke. Ein Zerhackungs-Umkehrer 174 beseitigt die durch den Zerhacker 154 auf die Abtastungen aufgebrachte Zerhackung und eine ECC-Block-Decodier- und Feh ler-Korrektur-Schaltung 176 überprüft die ECC-Syndrom-Bytes, die durch den ECC- Block-Codierer 152 an das Verwender-Datenfeld angehängt oder mit diesem verschränkt wurden, und führt erforderlichenfalls in herkömmlicher Weise eine Datenblock-Korrektur aus. Eine serielle binäre Rücklesesequenz wird dann auf einem Pfad 178 ausgegeben, der die Sequenz an den Host-Computer oder an eine andere, die Daten anfordernde Einheit über den Plattenlaufwerks-Controller und die Laufwerks-Schnittstelle zurückfüh ren kann.

Die logische Steuerung 166 im Viterbi-Detektor 164 arbeitet ähnlich wie der Selektor 122, indem sie den Viterbi-Detektor 164 veranlaßt, alle Pfade zu eliminieren, die nicht zu den Zuständen (1111) oder (0000) führen, wenn Abtastungen des letzten Verwenderbits und der Detektor-Auffüll-Bits in das Detektorgitter eintreten. Ein Konvergenz-Erzwin gungs-Steuersignal ähnlich der unter dem Selektor 100 in Fig. 3 dargestellten Wellen form wird im Lesekanal basierend auf einer Sektorzählung erzeugt, die beim Zurückle sen der Adressen-Marke 104 des gelesenen Sektors synchronisiert wird. Die Sektor zählung ermöglicht die Lokalisierung des letzten Verwender-Datenwertes Y_k-1 und des nachfolgenden verkürzten Detektor Auffüll-Feldes 108. Die Pfade innerhalb des Viterbi- Detektors 164 konvergieren daraufhin schnell zum Status (1111) oder zum Status (0000) wie in Fig. 5 gezeigt. Dann kann der Detektor entweder eine Eins oder eine Null als den letzten Verwenderdaten-Wert Y_k-1 ausgeben.

Zwar wurde ein Beispiel in Verbindung mit einem 16-Zustands-Sequenzdetektor be schrieben, der eine Speicherpfadlänge 12 besitzt, doch ergibt sich für den Fachmann, daß das vorliegende Verfahren auch verwendet werden kann, um Auffüll-Felder für Se quenzdetektoren mit anderen Zustandsgrößen und Pfadlängen und ohne Vorcodierer und Nachcodierer im Teilantwort-Kanal zu verkürzen.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine derzeit bevorzugte Aus führungsform eines Teilantwort-Kanals mit maximaler Wahrscheinlichkeit in einem ma gnetischen Festplattenlaufwerk beschrieben wurde, sei ausdrücklich betont, daß die vor liegende Erfindung auch in Verbindung beispielsweise mit anderen Speichereinrichtun gen sowie Signalübertragungssystemen und -kanälen verwendet werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Reduzieren des Datenformat-Overheads in einer Spei chereinrichtung, die einen Sequenzdetektor umfaßt, welcher eine Reihe von Zuständen und einen Pfadspeicher mit vorbestimmter Länge aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Schreiben eines vorbestimmten, verkürzten Auffüllmusters am Ende eines Verwenderdaten-Feldmusters auf ein das Signal verschlechtern des Speichermedium der Einrichtung,
Erzeugen von Abtastungen während des Zurücklesens des Verwen derdaten-Feldmusters und des verkürzten Musters und
Steuern des Sequenzdetektors während des Empfangs von Abtastun gen des verkürzten Auffüllmusters so, daß er nur zu einem oder einer kleinen Anzahl von vorbestimmten Zuständen des Sequenzdetektors während einer Konvergenzsequenz konvergiert, die kürzer als eine Se quenz ist, die benötigt wird, um die Länge des Pfadspeichers zu durchlaufen, so daß die Konvergenzsequenz eine Abschätzung mit maximaler Wahrscheinlichkeit für das letzte Verwenderdaten-Bit des Verwenderdaten-Feldmusters liefert, wobei das vorbestimmte verkürzte Auffüllmuster so ausgewählt wird, daß Pfade, die von einem allgemei nen Status im Sequenzdetektor divergieren und diese kleine Anzahl von vorbestimmten Zuständen erreichen, voneinander eine große Se paration bezüglich des euklidischen Abstandes besitzen, wodurch eine genaue Selektion des wahrscheinlichen Pfades zu einem Zustand möglich wird, der eine wahrscheinlichste Abschätzung des letzten Ver wenderdatenbits des Verwenderdaten-Feldmusters ermöglicht.

2. Verfahren zur Verminderung des Datenformat-Overheads in einer Speichereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Speichereinrichtung eine magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung ist, bei dem das das Signal verschlechternde Speichermedium ein magneti sches Speichermedium ist und bei dem das Verwenderdaten-Feldmu ster zerhackt wird, um ein Magnetmuster zu randomisieren, das auf das magnetische Speichermedium aufgezeichnet wird, und bei dem der Schritt des Schreibens des vorbestimmten verkürzten Auffüllmu sters ohne Zerhacken des Auffüllmusters durchgeführt wird.

3. Verfahren zur Verminderung des Datenformat-Overheads in einer Speichereinrichtung nach Anspruch 1, bei dem die kleine Anzahl von vorbestimmten Zuständen nur einen einzigen Zustand des Sequenz detektors umfaßt.

4. Verfahren zum Vermindern des Datenformat-Overheads in einer Spei chereinrichtung nach Anspruch 1, bei dem die kleine Anzahl von vor bestimmten Zuständen zwei Zustände des Sequenzdetektors umfaßt.

5. Verfahren zum Betreiben einer Datenspeichereinrichtung in einer Weise, durch welche der Datenspeicher-Overhead vermindert wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Schreiben eines vorbestimmten, verkürzten Detektor-Auffüllmusters am Ende eines Verwenderdaten-Feldmusters auf ein das Signal ver schlechterndes Speichermedium der Einrichtung,
Erzeugen von Abtastungen während des Zurücklesens des Verwen derdaten-Feldmusters und des verkürzten Musters und
Steuern eines Sequenzdetektors während des Empfangs von Abta stungen des verkürzten Auffüllmusters so, daß er nur zu einem oder einer kleinen Anzahl von vorbestimmten Zuständen des Sequenzde tektors während einer Konvergenzsequenz konvergiert, die kürzer als eine Sequenz ist, die benötigt wird, um die Länge eines Pfadspeichers des Sequenzdetektors zu durchlaufen, wobei das verkürzte Auffüllmu ster so ausgewählt wird, daß Pfade, die von einem allgemeinen Status im Sequenzdetektor divergieren und diese kleine Anzahl von vorbe stimmten Zuständen erreichen, voneinander eine große Separation be züglich des euklidischen Abstandes besitzen, wodurch eine genaue Selektion des wahrscheinlichen Pfades zu einem Zustand möglich wird, der eine wahrscheinlichste Abschätzung des letzten Verwenderdaten bits des Verwenderdaten-Feldmusters ermöglicht.

6. Verfahren zum Betreiben einer Datenspeichereinrichtung nach An spruch 5, bei dem der Sequenzdetektor eine maximale Wahrschein lichkeit aufweisende Abschätzungen des Verwenderdaten-Feldmuster in Verbindung mit dem Viterbi-Algorithmus liefert.

7. Verfahren zum Vermindern des Datenformat-Overheads in einer Spei chereinrichtung nach Anspruch 5, bei der die kleine Anzahl von vorbe stimmten Zuständen nur einen Zustand des Sequenzdetektors umfaßt.

8. Verfahren zur Verminderung des Datenformat-Overheads in einer Speichervorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der die kleine Anzahl von vorbestimmten Zuständen zwei Zustände des Sequenzdetektors um faßt.

9. Magnetische Datenspeichereinrichtung, bei der eine Teilantwort-Ab tastdaten-Detektion mit maximaler Wahrscheinlichkeit mit einem ver minderten Datenspeicher-Overhead verwendet wird und die folgende Bestandteile umfaßt:
einen Schreibkanal zum Schreiben eines vorbestimmten verkürzten Detektor Auffüllmusters am Ende eines Verwenderdaten-Feldmusters auf ein magnetisches Speichermedium der Einrichtung,
einen Lesekanal zum Erzeugen von synchronen Abtastungen während des Zurücklesens des Verwenderdaten-Feldmusters und des verkürz ten Auffüllmusters, einschließlich eines Sequenzdetektors zum Be stimmen von Sequenzen der wahrscheinlichsten Datensymbole wäh rend des Empfangs von Abtastungen mit einer vorbestimmten Spei cherpfadlänge, sowie einer Steuerlogik zum Steuern des Sequenzde tektors während des Empfangs von Abtastungen des verkürzten Auf füllmusters um eine Speicherpfad-Konvergenz auf nur einen Zustand oder nur eine kleine Anzahl von vorbestimmten Zuständen des Se quenzdetektors während einer Konvergenzsequenz zu bewirken, die eine kleinere Länge als eine Sequenz besitzt, die erforderlich ist, um die Länge des Pfadspeichers zu durchlaufen, wobei das verkürzte De tektor-Auffüllmuster so gewählt ist, daß Pfade, die von einem allgemei nen Zustand des Sequenzdetektors divergieren und die besagte kleine Anzahl von vorbestimmten Zuständen erreichen, voneinander eine große Separation bezüglich des euklidischen Abstandes besitzen, wo durch eine exakte Auswahl eines Pfades mit maximaler Wahrschein lichkeit zu einem Status möglich wird, der eine Abschätzung mit maxi maler Wahrscheinlichkeit des letzten Bitwertes eines Verwenderdaten- Feldes ermöglicht.

10. Magnetische Datenspeichereinrichtung nach Anspruch 9, bei der die Steuerlogik eine Schaltung zum Eliminieren eines jeden Pfades längs des Detektorspeicherpfades umfaßt, der nicht zu den vorbestimmten Zuständen führt.

11. Magnetische Datenspeichereinrichtung nach Anspruch 10, bei der die kleine Anzahl von vorbestimmten Zuständen zwei Zustände des Se quenzdetektors umfaßt.

12. Magnetische Datenspeichereinrichtung nach Anspruch 10, bei der die kleine Anzahl von vorbestimmten Zuständen einen einzigen Zustand des Sequenzdetektors umfaßt.

13. Magnetische Datenspeichereinrichtung nach Anspruch 9, bei der der Schreibkanal einen Vorcodierer umfaßt, der einen Ausgangswert Y_k abgibt, der gleich Y_k-1 XOR-verknüpft mit X_k ist, wobei X_k der Ein gangswert ist, und bei dem das verkürzte Auffüllmuster eine Sequenz von binären Nullen umfaßt, die selektiv an den Eingang des Vorcodie rers während einer Schreibsequenz angelegt werden, um das verkürzte Detektor-Auffüllmuster zu schreiben.

14. Magnetische Datenspeichereinrichtung nach Anspruch 13, bei der der Sequenzdetektor 16 Zustände besitzt und bei der das vorbestimmte verkürzte Detektor Auffüllmuster die binäre Zeichenfolge 000 umfaßt.