DE102007046789A1

DE102007046789A1 - N-dimensionales iteratives ECC-Verfahren und Vorrichtung mit kombinierter Lösch- und Fehlerinformation und erneutem Lesen

Info

Publication number: DE102007046789A1
Application number: DE102007046789A
Authority: DE
Inventors: Ketil Qvam Andersen
Original assignee: MASS AS O; O-MASS AS
Current assignee: MASS AS O; O-MASS AS
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2008-04-17
Also published as: FR2906926A1; US20080098280A1; GB0719724D0; GB2442863B; FR2906926B1; GB2442863A; US7840872B2

Abstract

Bei einem iterativen Fehlerkorrekturverfahren und einer Vorrichtung zum Korrigieren von Fehlern in digitalen Daten, die von einem Speichermedium gelesen werden, ist das erneute Lesen mit der Fehlerkorrekturprozedur in einer einzigen Fehlerbehebungsprozedur kombiniert. Die Daten, die von dem Speichermedium gelesen werden, werden als mehrdimensionale Datenstruktur dargestellt, und die Fehlerbehebungsprozedur wird für jede Dimension der Datenstruktur vorgenommen. In jeder Dimension wird eine Löschkarte erzeugt, die Fehler aus dem anfänglichen Lesen der Daten für die Dimension enthält, und die Fehler in der Löschkarte werden einbehalten, wenn sie aus nachfolgendem erneutem Lesen korrigiert werden. Nach einer vorbestimmten Anzahl von erneuten Lesevorgängen oder wenn keine weiteren Fehler vorliegen, wird die Fehlerbehebungsprozedur beendet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den verbesserten Wiederanlauf bei der Fehlerbehebung für Bandspeicherlaufwerke. Das Verfahren und die Vorrichtung basieren auf einer N-dimensionalen Anordnung von Symbolen (typischerweise Bytes), die mit einem Symbolkorrekturcode (typischerweise einem RS-Code) in jeder Dimension (Produktcodeschema) ECC-codiert sind (ECC – Error Correcting Code; Fehlerkorrekturcode)
Beschreibung des Standes der Technik
Wenn ein Speichersystem, so wie ein Bandspeichersystem, Daten von einem Speichermedium, so wie einem Band, liest, werden gelegentlich fehlerhafte Daten empfangen, da Defekte in dem Medium, Bandabrieb und dergleichen vorliegen. Wenn fehlerhafte Daten von einem Fehlererfassungssystem erkannt werden, wird ein Versuch gemacht, die Daten zu korrigieren oder die Daten zu prüfen, um festzustellen, ob die Daten korrigiert werden können. Wenn der Korrekturprozeß nicht erfolgreich ist, muß das Band zurückgespult werden und die Daten müssen wieder gelesen werden. Dies wird als ein erneutes Lesen bezeichnet. Nachdem das erneute Lesen durchgeführt ist, wird der Fehlererkennungs- und Fehlerkorrekturprozeß wiederholt. Der Prozeß des erneuten Lesens und der ECC-Prozeß werden mit einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen durchgeführt. Wenn der Fehler nicht nach der vorbestimmten Anzahl von Versuchen korrigiert werden kann, können die Daten nicht wiedergewonnen werden, und der Fehler wird als ein „fataler" Fehler bezeichnet. Bei Bandspeichersystemen sind der Prozeß des erneuten Lesens und der ECC-Prozeß üblicherweise als zwei getrennte Prozesse durchgeführt worden.
Die US 6,920,005 B1 jedoch offenbart das Kombinieren des Prozesses des erneuten Lesens bei einer Speichervorrichtung mit dem Fehlerkorrekturprozeß. Bei der Prozedur, die in der US 6,920,005 B1 offenbart ist, wird die Güte einer laufenden Fehlerbehebungsoperation mit der Güte einer vorangegangenen Fehlerbehebungsoperation vergleichen. Dies wird bewerkstelligt, indem Parameter bei dem Behebungsprozeß eingegeben werden und die Güte, so wie Kanalstatistik, der Behebungsoperation mit der der vorangegangenen Behebungsoperation verglichen wird und dann die Parameter addiert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die kombinierten Prozesse des erneuten Lesens und des ECC zu verbessern, indem mehr als eine Dimension für einen Datensatz in den ECC-Prozeß eingeführt wird. Das Verwenden von mehr als einer Dimension für einen Datensatz in dem ECC-Prozeß liefert die Möglichkeit anspruchsvollerer Fehlerdecodierprozeduren, so wie das iterative ECC-Decodieren, wobei das Decodieren in jeder Dimension iterativ durchgeführt wird, bis keine neuen Fehler behoben werden können oder bis irgendein anderes Anhaltekriterium erfüllt oder erreicht ist. Das Einführen eines n-dimensionalen Code-Layouts, wobei n eine ganze Zahl größer als eins ist, bietet auch die Möglichkeit, den Prozeß des erneuten Lesens und den ECC-Prozeß in einen einzelnen Prozeß in einer anspruchsvolleren Weise mit einer besseren Wahrscheinlichkeit der Wiederherstellung von Daten zu verschmelzen.
Anstatt daß die Güte einer gegenwärtigen Fehlerbehebungsoperation mit einer vorangegangenen Fehlerbehebungsoperation verglichen wird, vergleichen das System und das Verfahren gemäß der Erfindung das Ergebnis des Korrekturprozesses, nämlich eine Fehlerkarte. Eine Fehlerkarte ist eine Karte, die fehlerhafte Symbole in dem Datensatz umfaßt. Das Ergebnis des laufenden Korrekturprozesses, nämlich die Fehlerkarte, kann von dem Ergebnis eines vorangegangenen Korrekturprozesses wegen der zufällig verteilten Fehler oder Variationen in den Trümmern für jeden Durchlauf des erneuten Lesens unterschiedlich sein. Die Güte des Prozesses selbst wird nicht gemessen, und die Parameter in dem Prozeß werden weder modifiziert noch addiert.
Gemäß dem erfinderischen Verfahren und der Vorrichtung werden korrigierbare Symbolfehlerpositionen in jedem Durchlauf des erneuten Lesens überwacht. Bei jedem Durchlauf des erneuten Lesens können die Anzahl von Symbolfehlern und die Symbolfehlerpositionen abhängig von dem Signal-Rauschen-Pegel in dem Kanal und der Menge an Abrieb auf dem Band variieren. Die Parameter in den Kanälen, so wie Außerspur-Werte, MR-Vorspannungswerte, AGC-Parameter usw. werden nicht für jeden Durchlauf des erneuten Lesens angepaßt.
Statt dessen basieren das erfinderische Verfahren und die Vorrichtung auf natürlichen Variationen in den Fehlerpositionen für die Symbole, die durch den ECC-Code geschützt sind. Die zuvor genannte Fehlerkarte mit variablen Fehlerpositionen wird aufgebaut, und der iterative Korrekturprozeß wird durchgeführt. Bei dem erfinderischen Verfahren und der Vorrichtung werden in dem Wiederherstellungsprozeß Parameter weder angewendet noch addiert. Statt dessen wird nach jedem Vergleich die Fehlerkarte aktualisiert, indem Symbolfehler aus der Fehlerkarte entnommen werden und die entsprechenden fehlerhaften Datensymbole mit korrekten Datensymbolen überschrieben werden.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A, 1B, 1C, 1D, 2A und 2B veranschaulichen jeweilige Beispiele von Fehlerkarten zum Erläutern des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 veranschaulichten ein C2-Unterdatensatz mit C2- und C1-Codewörtern.
4A und 4B veranschaulichen einen C3-Unterdatensatz mit einem C3-Codewort.
5 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Hauptprozesses bei dem iterativen Algorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Fehlercodier-Unterprozesses in dem erfinderischen iterativen Algorithmus.
7 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Löschdecodier-Unterprozesses bei dem erfinderischen iterativen Algorithmus.
8 ist ein Blockschaubild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, die entsprechend dem erfinderischen iterativen Algorithmus arbeitet.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fehler, die empfangen werden, wenn Daten von einem Speichermedium gelesen werden, umfassen typischerweise zwei unterschiedliche Fehlertypen, nämlich zufällige Fehler, die in Bezug zu dem Verhältnis von Signal zu Rauschen in dem Kanal und Bandabrieb stehen, und Mediendefekt-Fehler. Der Mediendefekt wird für einen gegebenen Datensatz konstant sein, jedoch werden die zufälligen Fehler sich jedesmal ändern, wenn der Datensatz gelesen wird.
Wenn Spurbreite und Bitlänge abnehmen und weitere Kanäle in die Bandspeicherprodukte eingeführt werden, wird die Menge an Fehlern, die zum Verhältnis von Signal zu Rauschen in Bezug stehen, im Vergleich zu der Anzahl von Fehlern, die durch Mediendefekte hervorgerufen werden, zunehmen. Die in Bezug zu dem Verhältnis von Signal zu Rauschen stehenden Fehler sind zufällig verteilt. Dies bedeutet, daß, wenn der derselbe Datensatz zweimal gelesen wird, die Menge an Fehlern, die durch das Verhältnis von Signal zu Rauschen hervorgerufen werden, ungefähr dieselbe sein wird, es kann jedoch erwartet werden, daß es eine Änderung in den Fehlerpositionen geben wird. Die Fehler, die durch Mediendefekte hervorgerufen werden, werden von einem Lesen zu dem nächsten dieselben Fehlerpositionen haben. Die Wahrscheinlichkeit des erfolgreichen erneuten Lesens eines nicht korrigierbaren Datensatzes und des Erhaltens eines besseren Prüfwertes des Datensatzes, der korrigiert werden kann, wird kleiner sein, da der Prozentanteil der zufällig verteilten, zu dem Verhältnis von Signal zu Rauschen in bezug stehenden Fehlern in dem System anwächst.
Um dieses Problem zu kompensieren und den Erfolg der Datenwiederherstellung zu verbessern, kann erneutes Lesen mit dem ECC-Prozeß in einen einzigen Fehlerbehebungsprozeß kombiniert werden. Zusätzlich, wenn ein iterativer Produktcode, so wie ein n-dimensionaler Reed-Solomon-Code für die Fehlerkorrektur in Kombination mit dem Prozeß des erneuten Lesens verwendet wird, können verbesserte Korrekturmöglichkeiten erhalten werden, im Vergleich mit herkömmlichen Verfahren, die den Prozeß des erneuten Lesens und den Fehlerkorrekturprozeß getrennt benutzen. Obwohl Reed-Solomon(RS)-Codes als ein Beispiel verwendet werden, kann die Verbesserung, die durch das hierin beschriebene Verfahren er reicht wird, erhalten werden, wenn andere symbolkorrigierende Produktcodes verwendet werden, als n-dimensionale RS-Codes, so wie LPDC-Codes.
Gemäß der Erfindung wird ein n-dimensionaler Code, so wie ein Reed-Solomon-Code, mit einem iterativen decodierenden Algorithmus kombiniert, der für das "Quersondieren" und Korrigieren fehlerhafter Symbole in den n-Dimensionen geeignet ist. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung basieren auf dem Konzept des Reduzierens von Symbolen in einer Löschkarte, was bedeutet, daß anfangs eine herkömmliche Löschkarte erzeugt wird und nicht fehlerhafte (OK) Symbole aus der Mappe einbehalten werden, wenn die Symbole von dem ECC-System korrigiert werden.
Ein Überblick über das erfinderische Verfahren ist wie folgt:
Ein nicht korrigierbarer Datensatz wird von einem Speichermedium gelesen. Als Option kann eine anfängliche Fehlerkarte aus einer CRC-Prüfung oder einer Schnellsyndrom-Prüfung aufgebaut werden. Der Datensatz und die entsprechende anfängliche Fehlerkarte werden in einer Speicherstruktur S1 gespeichert. Ein Beispiel einer solchen anfänglichen Fehlerkarte in der S1 ist in 1A gezeigt.
Der iterative Decodier- und Korrigieralgorithmus wird bei S1 in allen Dimensionen durchgeführt, die hiernach als Dimensionen C1, C2 und C3 bezeichnet werden, bis ein vorbestimmtes Anhaltekriterium erfüllt ist. Eine Fehlerkarte der verbleibenden Fehler in der S1 wird aufgebaut. Ein Beispiel einer solchen Fehlerkarte ist in 1B gezeigt. Der Datensatz wird erneut von dem Medium gelesen und als eine zweite Datenstruktur S2 gespeichert. Eine anfängliche Fehlerkarte in der S2 nach dem erneuten Lesen ist in 1C gezeigt. Der iterative decodierende Algorithmus wird bei S2 durchgeführt, und eine Fehlerkarte der verbleibenden Fehler in S2 wird aufgebaut. Eine solche Fehlerkarte in S2 ist in 1D gezeigt. Die Fehlerkarten in S1 und S2 werden verglichen. OK-Daten aus S2, die in S1 als schlecht markiert sind, werden von S2 nach S1 überführt, und die Fehlerkarte der S1 wird aktualisiert, indem die Fehler ein behalten bzw. entfernt werden, die auf diese Weise korrigiert worden sind. Eine solche aktualisierte Fehlerkarte ist in 2A gezeigt.
Der iterative Decodieralgorithmus wird wiederum bei S1 ausgeführt. Wenn es neue erfolgreiche Korrekturen gibt, wird die Fehlerkarte der S1 wiederum aktualisiert. Eine solche weiter aktualisierte Fehlerkarte ist in 2B gezeigt.
Das Verfahren bildet dann eine Schleife zurück zur einem weiteren erneuten Lesen, und der Prozeß wird wieder eine vorbestimmte Anzahl wiederholt, oder der Prozeß wird verlassen, wenn in S1 keine Fehler verbleiben.
Das erfinderische Verfahren ist als ein iterativer Algorithmus in drei Dimensionen C1, C2 und C3 erläutert. Der Algorithmus kann jedoch auf mehr als drei Dimensionen erweitert werden. Der dreidimensionale Datensatz, der in dem Beispiel verwendet wird, wird aus ECC-Codewörtern in jeder Dimension gebildet und bildet somit einen dreidimensionalen Würfel mit codierten Daten. Dieser Würfel wird hierin als der Datensatz bezeichnet.
Ein Codewort ist als die kleinste Datenmenge definiert, die von dem ECC, die zur Verwendung ausgewählt ist, codiert oder decodiert werden kann. Ein Codewort besteht aus Daten und Paritätssymbolen.
Ein C1-Codewort wird durch Symbole in der Dimension x in dem Würfel gebildet. Ein C2-Codewort wird durch Symbole in der Dimension y in dem Würfel gebildet und ein C3-Codewort wird durch Symbole in der Dimension z in dem Würfel gebildet.
Ein "Schnitt" durch den Würfel ist in 3 gezeigt, die einen C2-Unterdatensatz darstellt. Der C2-Unterdatensatz ist als ein Datensatz gebildet, der aus C2- und C1-Codewörtern gebildet ist und eine quadratische Fläche in der x-y-Ebene darstellt. Die Anzahl der C2-Datensätze ist gleich der Anzahl von Symbolen in einem C3-Codewort.
Ein C3-Unterdatensatz ist als ein Datensatz definiert, der aus C3- und C2-Codewörtern gebildet ist und ist gleich einem Quadrat in der y-z-Ebene. Die Anzahl der C3-Unterdatensätze ist gleich der Anzahl der Symbole in einem C1-Codewort, wie es in den 4A und 4B veranschaulicht ist.
Eine Syndrom-Prüfung (oder zusätzliche CRC-Prüfung) in der Dimension C1 auf C1-Codewörter wird als eine Löschinformation für die Dimension C2 benutzt. Die Information wird verwendet, um eine anfängliche Löschkarte aufzubauen.
Wie hierin verwendet bedeutet "Löschen" Symbolfehler in einem Codewort, bei denen die Positionen der fehlerhaften Symbole bekannt sind. Die Mängelpositionen werden als Fehlerpositionen von Codewörtern in einer anderen Dimension des Würfels verwendet. Der Ausdruck "Symbolfehler", wie er hierin verwendet ist, bedeutet einen Fehler in einem Codewort, das erfordert, daß der Decodieralgorithmus die fehlerhaften Positionen in dem Codewort unter Verwendung der Symbolinformation in dem Codewort selbst decodiert.
Der Algorithmus beginnt mit einer anfänglichen Löschkarte. Die Codewörter in den unterschiedlichen Dimensionen werden dann mit Fehlererkennung und -korrektur decodiert, und eine Fehlerkarte wird erzeugt, indem Symbolfehlerpositionen von der Fehlerkarte entfernt werden. Die neue Fehlerkarte wird als eine Eingabe für einen Löschdecodieralgorithmus und einen Korrekturprozeß in den unterschiedlichen Dimensionen verwendet.
Der Algorithmus nutzt eine Karte sowohl für die Fehler- als auch für die Löschinformation. Es ist die Verwendung der Karte in dem Decodierverfahren und bei der Fehler- oder Löschdecodierung, die ermöglicht, daß eine Feststellung getroffen wird, ob die Information, die aus der Karte weggelassen ist, Löschinformation oder Fehlerinformation ist.
5 zeigt weitere Einzelheiten des hauptsächlichen iterativen Algorithmus. Nach dem Beginn des Algorithmus wird eine Löschkarte in allen Dimensionen basierend auf CRC oder einer Syndromprüfung aus den Lesekanälen aufgebaut. In dem nächsten Schritt wird Fehler decodieren durchgeführt, und der Korrekturprozeß wird für alle C2-Unterdatensätze vorgenommen. Die Löschkarte wird aktualisiert, indem Fehler aus der Karte entnommen werden. Einzelheiten der Entnahmeprozedur sind in 6 aufgeführt.
Als nächstes wird das Fehlerdecodieren und Korrigieren für alle C3-Unterdatensätze durchgeführt, und die Löschkarte wird aktualisiert, indem Fehler aus der Karte einbehalten werden.
Das Löschdecodieren und die Korrektur werden für alle Codewörter in allen verbleibenden Richtungen durchgeführt, und die Löschkarte wird aktualisiert.
Wenn es irgendwelche Symbolfehler gibt, die durch den zuvor angesprochenen Fehler- und Löschdecodierprozeß korrigiert worden sind, wird eine Überprüfung vorgenommen, ob jegliche Fehlersymbole in der Löschkarte zurückgeblieben sind. Wenn die Antwort auf diese Anfrage "ja" ist, dann geht der Algorithmus in einer Schleife zurück zu der Fehlerdecodierung und Korrektur für alle C2-Unterdatensätze, und der Algorithmus wird wieder iteriert. Als Option, vor dem Beginn des Fehlerdecodier- und Korrekturprozesses für alle C2-Unterdatensätze in dieser nächsten Iteration, kann das Fehlerdecodieren und Korrigieren für alle C1-Codewörter durchgeführt werden, und die Löschkarte kann aktualisiert werden, indem Fehler aus dieser einbehalten werden.
Wenn keine Symbolfehler in der Löschkarte verbleiben, wird der iterative Algorithmus beendet, und der hauptsächliche Wiederherstellprozeß wird fortgeführt. Dies ist auch das Ergebnis, wenn die Antwort auf die voranstehende Anfrage im Hinblick auf Symbolfehler, die von dem Fehler- oder Löschdecodierprozeß korrigiert wird, "nein" ist.
Ein Ablaufdiagramm für den Fehlerdecodierprozeß ist in 6 aufgeführt, das für alle Dimension gilt und daher generisch für Unterdatensätze Cx beschrieben wird. Ein Cx-Unterdatensatz, der verarbeitet werden soll, wird ausgewählt, und das nächste Codewort in dem ausgewählten Unterdatensatz wird ausgewählt und die Anzahl der Fehler in dem Codewort wird berechnet. Eine Anfrage wird durchgeführt, ob es irgendwelche Fehler in diesem Codewort gibt. Wenn die Antwort "ja" ist, wird eine weitere Anfrage gestellt, ob das Codewort korrigierbar ist. Wenn die Antwort "nein" ist, dann wird eine Anfrage gestellt, ob es weitere Codewörter in dem Unterdatensatz, der verarbeitet werden soll, gibt.
Wenn die Antwort auf die Anfrage, ob es irgendwelche Fehler in dem Codewort gibt, "nein" ist, dann werden die Symbolfehler aus der Löschkarte einbehalten, die gegenwärtig als fehlerhafte Symbole markiert sind, und der Algorithmus geht auch weiter zu der zuvor genannten Anfrage, ob es weitere Codewörter in dem Unterdatensatz, der verarbeitet werden soll, gibt. Wenn die Antwort auf die Anfrage "ja" ist, kehrt der Algorithmus in einer Schleife zurück, um das nächste Codewort auszuwählen, und die zuvor beschriebene Prozedur wird wiederholt. Wenn die Antwort auf die Anfrage "nein" ist, dann wird eine Anfrage gestellt, ob es weitere Cx-Datensätze gibt, die verarbeitet werden sollen. Wenn die Antwort "ja" ist, kehrt der Algorithmus in einer Schleife zurück, um eine Auswahl des nächsten Cx-Unterdatensatzes, der verarbeitet werden soll, zu treffen. Wenn die Antwort auf die Anfrage "nein" ist, dann ist die Fehlerdecodierung für alle Unterdatensätze Cx beendet, und der Hauptprozeß wird fortgeführt.
Wie oben angemerkt, gibt es bei der zuvor beschriebenen Iteration eine Anfrage, ob das Codewort korrigierbar ist. Wenn die Antwort auf diese Anfrage "ja" ist, dann geht der Algorithmus weiter, um die Symbolfehlerpositionen zu berechnen und zu überprüfen, ob die berechneten Fehlerpositionen gültige Positionen in der Löschkarte sind. Wenn die Fehlerpositionen nicht gültig sind, ist ein Decodierfehler aufgetreten, und dieser Decodierschritt wird außer Acht gelassen, es werden keine Korrekturen vorgenommen und keine Fehler aus der Löschmappe entnommen. Der Algorithmus geht dann weiter zu der zuvor beschriebenen Anfrage, ob es weitere Codewörter in dem Unterdatensatz, der verarbeitet werden soll, gibt.
Wenn die Fehlerposition gültig ist, werden die Fehler in dem Codewort korrigiert, und die Löschkarte wird aktualisiert, indem die korrigierten Fehler aus der Karte einbehalten werden. Der Algorithmus geht dann wieder weiter zu der Anfrage, ob es weitere Codewörter in dem Unterdatensatz, der verarbeitet werden soll, gibt.
Der Löschdecodieralgorithmus ist in einem Ablaufdiagramm in 7 veranschaulicht. Der Löschdecodieralgorithmus wird mit den Codewörtern in der Dimension C1 eingeleitet, und ein Codewort in der Dimension wird für die Verarbeitung ausgewählt. Die Fehlerinformation für das ausgewählte Codewort wird von der einbehaltenen Löschkarte geholt, und diese Information wird als Löschinformation verwendet, da die fehlerhaften Positionen in dem Codewort bekannt sind.
Eine Anfrage wird dann gestellt, ob das Codewort korrigierbar ist. Wenn das Codewort korrigierbar ist, werden die Löschungen in dem Codewort korrigiert, und die Löschkarte wird aktualisiert, indem die korrigierten Löschungen aus der Löschkarte einbehalten werden. Der Algorithmus geht dann weiter, um anzufragen, ob es weitere Codewörter in der Dimension gibt, die verarbeitet werden sollen.
Wenn das Codewort nicht korrigierbar ist, geht der Algorithmus wieder zu dieser selben Anfrage, ob es weitere Codewörter, die verarbeitet werden sollen, gibt. Wenn die Antwort "ja" ist, kehrt der Algorithmus in einer Schleife zurück, um das nächste Codewort in der ausgewählten Dimension auszuwählen, und der zuvor beschriebene Prozeß wird wieder iteriert.
Wenn es keine weiteren Codewörter in der Dimension gibt, die verarbeitet werden sollen, wird eine Anfrage gestellt, ob es weitere Dimensionen gibt, die verarbeitet werden sollen. Wenn dies der Fall ist, wird die nächste Dimension, die verarbeitet werden soll, ausgewählt, und der Algorithmus kehrt in einer Schleife zurück, um das erste Codewort in der ausgewählten Dimension auszuwählen, das verarbeitet werden soll, und die zuvor beschriebene Iteration wird wiederholt.
Wenn es keine weiteren Dimensionen gibt, die verarbeitet werden sollen, wird eine Anfrage gestellt, ob irgendeine aufeinander folgende Löschkorrektur in der Iteration aufgetreten ist, die gerade durchgeführt worden ist. Wenn die Antwort "nein" ist, ist der Löschdecodierprozeß beendet, und der Hauptprozeß läuft weiter.
Wenn eine erfolgreiche Fehlerkorrektur in der Iteration aufgetreten ist, dann wird eine neue Iteration begonnen. Wenn die Löschkarte leer ist, wird diese Iteration die letzte Iteration sein. Der ECC-Decodieralgorithmus läuft in einen Prüfmodus anstatt in einen Löschkorrekturmodus. Die neue Iteration beginnt mit den Codewörtern in der Dimension C1 am Beginn des Algorithmus, der in 7 gezeigt ist.
Ein grundlegendes Blockschaubild einer Vorrichtung zum Implementieren der zuvor beschriebenen Prozedur ist in 8 gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt einen Schreib/Lesekopf 1, der mit einem Datenspeichermedium 2 in einer bekannten Weise wechselwirkt, um digitale Daten auf das Datenspeichermedium 2 zu schreiben und digitale Daten von diesem zu lesen. Zu diesem Zweck kommuniziert der/Schreib/Lesekopf 1 mit einer Steuereinheit 3 über einen Schreibverstärker 4, der in einem Schreibmodus arbeitet, und einen Leseverstärker 5, der in einem Lesemodus arbeitet. Die Steuereinheit 3 kommuniziert mit einer ECC-Einheit 6, wobei das oben beschriebene Verfahren ausgeführt wird.
Obwohl Modifikationen und Änderungen von den Fachleuten vorgeschlagen werden können, ist es die Absicht des Erfinders, in dem hierauf erteilten Patent alle Änderungen und Modifikationen zu verkörpern, die vernünftigerweise und richtig in den Umfang seines Beitrages zu der Technik kommen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Verfahren zum Korrigieren von Fehlern in einem Datensatz, der von einem Speichermedium gelesen wird, mit den Schritten: (a) Lesen eines Datensatzes, der Fehler enthält, von einem Speichermedium; (b) Speichern des Datensatzes in einem Speicher als eine mehrdimensionale erste Speicherstruktur; (c) Anwenden eines iterativen Decodier- und Fehlerkorrekturalgorithmus auf die erste Speicherstruktur in allen Dimensionen, bis wenigstens ein erstes vorbestimmtes Anhaltekriterum erfüllt ist; (d) Aufbauen einer ersten Fehlerkarte von jedweden verbleibenden Fehlern in der ersten Speicherstruktur; (e) erneutes Lesen des Datensatzes von dem Medium und Aufbauen einer zweiten Fehlerkarte, die die Fehler in dem Datensatz darstellt, und Speichern des erneut gelesenen Datensatzes als eine mehrdimensionale zweite Speicherstruktur zusammen mit der zweiten Fehlerkarte; (f) Anwenden des iterativen Decodier- und Korrekturalgorithmus auf die zweite Speicherstruktur in allen Dimensionen, bis wenigstens ein zweites vorbestimmtes Kriterium erfüllt ist; (g) Aufbauen einer neuen zweiten Fehlermappe, die jegliche verbleibende Fehler in der zweiten Speicherstruktur darstellt; (h) Vergleichen der neuen zweiten Fehlerkarte und der ersten Fehlerkarte, um übertragbare Daten zu identifizieren, die in der zweiten Fehlerkarte korrekt sind, jedoch in der ersten Fehlerkarte nicht korrekt sind; (i) Übertragen der übertragbaren Daten in die erste Fehlerkarte und Aktualisieren der ersten Fehlerkarte, um eine aktualisierte erste Fehlerkarte zu erhalten, und Aktualisieren der ersten Datenstruktur durch Entfernen von Fehlern aus diesen, die durch die aktualisierte erste Fehlerkarte angegeben sind, um eine aktualisierte erste Datenstruktur zu erhalten; (j) Anwenden des iterativen Decodier- und Korrigieralgorithmus in allen Dimensionen auf die aktualisierte erste Datenstruktur; und (k) Wiederholen der Schritte (e) bis (j), bis ein drittes vorbestimmtes Anhaltekriterium erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Speichern des Datensatzes im Schritt (b) als eine dreidimensionale erste Speicherstruktur und das Speichern des erneut gelesenen Datensatzes in Schritt (e) als eine dreidimensionale zweite Speicherstruktur umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Verwenden des selben wenigstens einen Anhaltekriteriums als das erste Anhaltekriterium in Schritt (c) und als das zweite Anhaltekriterium im Schritt (f) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Verwenden einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen als das dritte Anhaltekriterium im Schritt (k) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Verwenden eines Anhaltekriteriums keiner verbleibender Fehler in der aktualisierten ersten Speicherstruktur als das erste Anhaltekriterium im Schritt (k) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, das, nach dem Schritt (a), das Erzeugen einer anfänglichen Fehlerkarte, welche die Fehler in dem Datensatz, der im Schritt (a) gelesen worden ist, darstellt, und Speichern der anfänglichen Fehlerkarte im Schritt (b), zusammen mit der ersten Speicherstruktur, und das Erzeugen der ersten Fehlerkarte in dem Schritt (d) durch Beseitigen von Fehlern aus der anfänglichen Fehlerkarte, die in dem Schritt (c) identifiziert worden sind, umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem sowohl die erste Speicherstruktur als auch die zweite Speicherstruktur drei Dimensionen C1, C2 und C3 aufweist, wobei jede eine Vielzahl von Unterdatensätzen umfaßt, und daß das Anwenden eines iterativen Decodier- und Korrigieralgorithmus in jedem der Schritte (c), (f) und (j) umfaßt, der die Schritte aufweist: (1) Erzeugen einer Löschkarte in drei Dimensionen, die C1, C2, und C3 entsprechen; anfängliches Erstellen der Fehlerkarte, wobei die Löschkarte als ein Startpunkt verwendet wird; (2) für alle C2-Unterdatensätze, Verarbeiten jedes Unterdatensatzes von einer ersten zu einer letzten Zahl von Codewörtern darin und für jedes Codewort Bestimmen, ob das Codewort korrigierbar ist, und, wenn dies der Fall ist, Berechnen von Fehlerpositionen darin und Prüfen der Fehlerpositionen auf Entsprechung zu der Löschkarte, und, wenn eine Nichtübereinstimmung auftritt, Anzeigen des Auftretens eines Decodierfehlers, und, wenn eine Übereinstimmung auftritt, Beseitigen nicht fehlerhafter Symbole aus der Löschkarte und, wenn das Codewort nicht korrigierbar ist, Weiterarbeiten mit einem nächsten Codewort in den C2-Unterdatensätzen; (3) für alle C3-Unterdatensätze, Verarbeiten jedes Unterdatensatzes von einer ersten zu einer letzten Zahl von Codewörtern darin und für jedes Codewort Bestimmen, ob das Codewort korrigierbar ist, und, wenn dies der Fall ist, Berechnen von Fehlerpositionen darin und Überprüfen der Fehlerpositionen auf Entsprechungen zu der Löschkarte, und, wenn eine Nichtübereinstimmung auftritt, Anzeigen des Auftretens eines Decodierfehlers, und, wenn eine Übereinstimmung auftritt, Beseitigen nicht fehlerhafter Symbole aus der Löschkarte und, wenn das Codewort nicht korrigierbar ist, Fortfahren mit einem nächsten Codewort in den C3-Unterdatensätzen; (4) für jedes Codewort in jeder der Dimensionen C1, C2 und C3, Wiedergewinnen jeweiliger Fehlerpositionen für das Codewort aus dem Schritt (2) und Bestimmen, ob das Codewort mit Löschinformation in der Löschkarte korrigierbar ist, und, wenn dies der Fall ist, Korrigieren des Codewortes, und wenn nicht, Fortfahren zu einem nächsten Codewort; und Wiederholen der Schritte (1)–(4) so lange, wie Codewörter weiter korrigiert werden sollen.
Datenspeichersystem mit Fehlerkorrektur, das mit einem Datenspeichermedium wechselwirkt, das aufweist: einen Lesekopf, der dazu ausgelegt ist, mit dem Datenspeichermedium zu Wechselwirken; eine Steuereinheit, die mit dem Lesekopf verbunden ist, die den Lesekopf so betreibt, daß er Daten von dem Datenspeichermedium liest; und eine Fehlerkorrektureinheit, die mit der Steuereinheit verbunden ist, die auf den Daten arbeitet, die von dem Lesekopf gelesen worden sind, um Fehler darin zu korrigieren durch: (a) Lesen eines Datensatzes, der Fehler enthält, von einem Speichermedium; (b) Speichern des Datensatzes in einem Speicher als eine mehrdimensionale erste Speicherstruktur; (c) Anwenden eines iterativen Decodier- und Fehlerkorrekturalgorithmus auf die erste Speicherstruktur in allen Dimensionen, bis wenigstens ein erstes vorbestimmtes Anhaltekriterum erfüllt ist; (d) Aufbauen einer ersten Fehlerkarte von jedweden verbleibenden Fehlern in der ersten Speicherstruktur; (e) erneutes Lesen des Datensatzes von dem Medium und Aufbauen einer zweiten Fehlerkarte, die die Fehler in dem Datensatz darstellt, und Speichern des erneut gelesenen Datensatzes als eine mehrdimensionale zweite Speicherstruktur zusammen mit der zweiten Fehlerkarte; (f) Anwenden des iterativen Decodier- und Korrekturalgorithmus auf die zweite Speicherstruktur in allen Dimensionen, bis wenigstens ein zweites vorbestimmtes Kriterium erfüllt ist; (g) Aufbauen einer neuen zweiten Fehlermappe, die jegliche verbleibende Fehler in der zweiten Speicherstruktur darstellt; (h) Vergleichen der neuen zweiten Fehlerkarte und der ersten Fehlerkarte, um übertragbare Daten zu identifizieren, die in der zweiten Fehlerkarte korrekt sind, jedoch in der ersten Fehlerkarte nicht korrekt sind; (i) Übertragen der übertragbaren Daten in die erste Fehlerkarte und Aktualisieren der ersten Fehlerkarte, um eine aktualisierte erste Fehlerkarte zu erhalten, und Aktualisieren der ersten Datenstruktur durch Entfernen von Fehlern aus diesen, die durch die aktualisierte erste Fehlerkarte angegeben sind, um eine aktualisierte erste Datenstruktur zu erhalten; (j) Anwenden des iterativen Decodier- und Korrigieralgorithmus in allen Dimensionen auf die aktualisierte erste Datenstruktur; und (k) Wiederholen von (e) bis (j), bis ein drittes vorbestimmtes Anhaltekriterium erfüllt ist.
Datenspeichersystem nach Anspruch 8, bei dem die Fehlerkorrektureinheit den Datensatz in (b) als eine dreidimensionale erste Speicherstruktur speichert und den erneut gelesenen Datensatz in Schritt (e) als eine dreidimensionale zweite Speicherstruktur speichert.
Datenspeichersystem nach Anspruch 8, bei dem die Fehlerkorrektureinheit dasselbe wenigstens eine Anhaltekriterium als das erste Anhaltekriterium bei (c) und als das zweite Anhaltekriterium bei (f) verwendet.
Datenspeichersystem nach Anspruch 8, bei dem die Fehlerkorrektureinheit eine vorbestimmte Anzahl von Wiederholungen als das dritte Anhaltekriterium in (k) speichert.
Datenspeichersystem nach Anspruch 8, bei dem die Fehlerkorrektureinheit ein Anhaltekriterium keiner verbleibender Fehler in der aktualisierten ersten Speicherstruktur als das dritte Anhaltekriterium in (k) verwendet.
Datenspeichersystem nach Anspruch 8, bei dem die Fehlerkorrektureinheit nach (a) eine anfängliche Fehlerkarte erzeugt, die Fehler in dem Datensatz, der in (a) gelesen worden ist, darstellt, und die anfängliche Fehlerkarte in (b) speichert, zusammen mit der ersten Speicherstruktur und die erste Fehlerkarte in (d) erzeugt, indem Fehler aus der anfänglichen Fehlerkarte beseitigt werden, die in (c) identifiziert worden sind.
Datenspeichersystem nach Anspruch 13, bei dem sowohl die erste Speicherstruktur als auch die zweite Speicherstruktur drei Dimensionen C1, C2 und C3 aufweist, die jede eine Vielzahl von Unterdatensätzen umfaßt, und bei dem die Fehlerkorrektureinheit einen iterativen Decodier- und Korrekturalgorithmus sowohl bei (c), (f) und (j) anwendet, indem (1) Erzeugen einer Löschkarte in drei Dimensionen, die C1, C2, und C3 entsprechen; (2) anfängliches Erstellen der Fehlerkarte, wobei die Löschkarte als ein Startpunkt verwendet wird; (3) für alle C2-Unterdatensätze, Verarbeiten jedes Unterdatensatzes von einer ersten zu einer letzten Zahl von Codewörtern darin und für jedes Codewort Bestimmen, ob das Codewort korrigierbar ist, und, wenn dies der Fall ist, Berechnen von Fehlerpositionen darin und Prüfen der Fehlerpositionen auf Entsprechung zu der Löschkarte, und, wenn eine Nichtübereinstimmung auftritt, Anzeigen des Auftretens eines Decodierfehlers, und, wenn eine Übereinstimmung auftritt, Beseitigen nicht fehlerhafter Symbole aus der Löschkarte und, wenn das Codewort nicht korrigierbar ist, Weiterarbeiten mit einem nächsten Codewort in den C2-Unterdatensätzen; für alle C3-Unterdatensätze, Verarbeiten jedes Unterdatensatzes von einer ersten zu einer letzten Zahl von Codewörtern darin und für jedes Codewort Bestimmen, ob das Codewort korrigierbar ist, und, wenn dies der Fall ist, Berechnen von Fehlerpositionen darin und Überprüfen der Fehlerpositionen auf Entsprechungen zu der Löschkarte, und, wenn eine Nichtübereinstimmung auftritt, Anzeigen des Auftretens eines Decodierfehlers, und, wenn eine Übereinstimmung auftritt, Beseitigen nicht fehlerhafter Symbole aus der Löschkarte und, wenn das Codewort nicht korrigierbar ist, Fortfahren mit einem nächsten Codewort in den C3-Unterdatensätzen; (4) für jedes Codewort in jeder der Dimensionen C1, C2 und C3, Wiedergewinnen jeweiliger Fehlerpositionen für das Codewort aus dem Schritt (3) und Bestimmen, ob das Codewort mit Löschinformation in der Löschkarte korrigierbar ist, und, wenn dies der Fall ist, Korrigieren des Codewortes, und wenn nicht, Fortfahren zu einem nächsten Codewort; und Wiederholen von (1)–(4) so lange, wie Codewörter weiter korrigiert werden sollen.