DE2629875B2 - Datenlese- und Einschreibvorrichtung mit einem Synchronisations-Signalgenerator für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium - Google Patents
Datenlese- und Einschreibvorrichtung mit einem Synchronisations-Signalgenerator für ein magnetisches AufzeichnungsmediumInfo
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Description
Verschiedene Formen von Daten, die von einer Datenverarbeitungseinrichtung, z. B. einem Computer,
verarbeitet werden, sind in der Form von codierten Bits in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, z. B.
einem Magnetband, einer Magnettrommel oder einer Magnetscheibe, gespeichert. Die Daten werden in oder
aus einem solchen Aufzeichnungsmedium durch mechanisches Bewegen des Aufzeichnungsmediums an einem
stationären Magnetkopf vorbei eingeschrieben oder ausgelesen, der der Aufzeichnungsseite des Aufzeichnungsmediums zugewandt ist
Bei idealen Bedingungen, bei denen das magnetische Aufzeichnungsmedium mit einer bestimmten Geschwindigkeit stabil angetrieben wird, liegen die Intervalle, bei
denen die die Daten bildenden Bits eingeschrieben oder ausgelesen werden, fest, wodurch sich eine leichte
Steuerung der Synchronisation beim Auslesen der Daten ergibt, Da jedoch das magnetische Aufzeichnungsmedium möglicherweise mit mechanischen
Schwankungen angetrieben wird und darüberhinaus die Daten mit einer hohen Dichte gespeichert werden, ist
die Synchronisation für die auszulesenden Bits mit Ausgangssignalen, z. B. denen eines besonderen Taktimpulsoszillators schwierig zu erreichen. Die Synchronisation für das Auslesen von Datenbits aus einem
magnetischen Aufzeichnungsmedium muß daher so gesteuert werden, wie diese Datenbits angeordnet sind.
Daher sind in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium zusätzlich zu den Daten Synchronisationssignale zum
So werden zwei parallele Datenspuren in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium durch Zuführung
von Datensignalen an einen Magnetkopf und von Synchronisationssignalen für diese Daten an einen
ο anderen Magnetkopf eingeschrieben. Die Steuerung der Auslesesynchronisation wird daher durch Auslesen der
Datensignale und der Synchronisationssignale in paralleler Form durch zwei Magnetköpfe bewirkt Diese
bisherige Daten-, Lese- und Schreibeinrichtung hat
jedoch die Nachteile, daß ein mit zwei Spuren für die
Datensignale und Synchronisationssignale jeweils versehenes magnetisches Aufzeichnungsmedium eine große Speicherkapazität haben muß, daß das parallele
Arbeiten der zwei Magnetköpfe zum Einschreiben und
Auslesen die mechanische Anordnung der Einrichtung
kompliziert, die zwei Magnetköpfe einen relativ großen Raum in der Einrichtung beanspruchen und die
Genauigkeit, mit der Daten in ein magnetisches Aufzeichnungsmedium eingeschrieben werden, unmit
telbar die Synchronisation, mit der die Datenbits
ausgelesen werden, beeinflußt, so daß eine hohe Genauigkeit für die mechanischen Einrichtungen
erforderlich ist
tung werden Synchronisationssignale und codierte Datenbitsignale nacheinander linear in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gespeichert Bei diesem
Verfahren werden Synchronisationssignale zu einem im wesentlichen bestimmten Zeitintervall ausgelesen, eine
monostabile Schaltung durch ein ausgelesenes Synchronisationssignale aktiviert und die Synchronisation von
Datenbitsignalen festgestellt, die innerhalb eines durch den monostabilen Multivibrator festgelegten Bereiches
ausgelesen werden. Diese Schreibeinrichtung hat die
Nachteile, daß ein Synchronisation 3S?gnal für jedes der
Datenbits vorgesehen sein muß, so daß im wesentlichen die gleiche Anzahl von Synchronisationssignalen wie
von Datenbits erforderlich ist, wodurch in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium Daten nicht mit
einer ausreichend hohen Dichte gespeichert werden können und die Synchronisationssignale in dem
magnetischen Aufzeichnungsmedium in einer Menge gespeichert werden müssen, die der der Daten
entspricht, wodurch die Speicherkapazität des magneti
sehen Aufzeichnungsmediums für die Daten nicht
sinnvoll ausgenutzt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Daten-Leseurid Schreibeinrichtung zu schaffen, die die zuvor
erwähnten Nachteile nicht aufweist, bei der die Anzahl
von erforderlichen Synchronisationssignalen für die
Datenbits und auch die Intervalle, mit denen Datenbits auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium anzuordnen sind, stark verkleinert sind, wodurch die
Dichte, mit der die Daten auf dem Aufzeichnungsmedi-
f>o um zu speichern sind, stark erhöht wird.
Bei einer Daten-Lese- und Schreibeinrichtung ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
der Synchronisationssignalgenerator einen Taktoszillator zum Erzeugen von η Taktimpulsen während der
μ Einschreib- und Lesedauer eines einzelnen Bit und einen
bis η zählenden Zähler aufweist, mit dem die Taktimpulse zählbar sind und der bei Erreichen eines
bestimmten Zählerstandes ein Synchronisationssignal
abgibt, daß mit der Einschreibeeinrichtung binär
codierte Signale einschreibbar sind, die mindestens ein synchron mit dem Synchronisationssigna] auftretendes
»1 «-Bit enthalten, das einer Reihe von Bit vorangeht, die
die Daten bilden, und daß die Leseeinrichtung eine Detektor einrichtung für das aus dem Aufzeichnungsmedium beim Lesen der Oaten ausgelesene »!«-Bit hat, mit
der bei Auftreten des »1«-Bit der Zähler auf einen
Bezugszählerstand einstellbar ist, um die Phasenlagen des Synchronis-utionssignals einzustellen.
Mit Hilfe dieser neuen Einrichtung können Daten auf
einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, wie einem Magnetband, einer Magnettrommel oder Magnetscheibe, mit einer sehr viel höheren Dichte als bei den
bisherigen Einrichtungen gespeichert werden und beim Auslesen können die Daten-Bits in einer zuverlässigen
richtigen Synchronisierung erfaßt werden, obwohl die Auslesegeschwindigkeit sich dabei ändern kann. Im
einzelnen werden die Zeitpunkte, zu denen die Daten-Bits erfaßt werden, von einem Zähler festgelegt,
der die abgegebenen Taktimpulse zählt, wodurch eine Zeitfolge zur Erfassung der Datenbiis fest voreingesieiit
werden kann.
Auf diese Weise kann ein synchronisiertes Auslesen fehlerfrei durchgeführt werden, selbst wenn die Daten in
einem einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Dichte durch Verkleinerung der Intervalle
gespeichert werden, mit denen die Datenbits in dem Aufzeichnungsmedium angeordnet sind.
Bei den bisherigen Schreibeinrichtungen ist das magnetische Aufzeichnungsmedium mit einem Geschwindigkeitsfehler von maximal ±2% angetrieben.
Wird daher ein Taktimpulsgenerator mit einer sehr genauen Frequenz, wie z.B. ein Quarzoszillator,
benutzt, so können die Daten mit einer hochgenauen Synchronisation ausgelesen werden.
Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Einrichtung betreffende Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Im
einzelnen zeigen
F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der enuen Einrichtung,
Fig.2A bis 2E Zeitdiagramme, nach denen die in
F i g. 1 gezeigte Einrichtung arbeitet
Fig.3 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der neuen Einrichtung und
Fig.4 bis 4E Zeitdiagramme, nach denen die in
F i g. 3 gezeigte Einrichtung arbeitet
F i g. 1 zeigt eine Anordnung der neuen Einrichtung.
Die Einrichtung arbeitet mit einem Taktimpulsgenerator 11, dessen Frequenz auf eine bestimmte Größe
eingestellt ist Die Frequenz des Oszillators 11 ist so gewählt daß sie eine Anzahl η von Impulsen abgibt die ss
durch das Intervall bestimmt ist, mit dem Bitsignale aus einem magnetischen Aufzeichnungsmedium unter normalen Betriebsbedingungen ausgelesen werden, π ist auf
20 bei diesem ersten Ausführungsbeispiel gewählt So wird ein Bitsignal aus dem magnetischen Aufzeich- μ
nungsmediuiV) jedesmal dann ausgelesen, wenn 20
Impulse von dem Taktimpulsoszillator U abgegeben werden.
Taktimpulse von dem Oszillator 11 werden als Zählsignal an einen bis 20 zählenden Zähler 13 über ein
<■'< UND-Glied 12 gegeben. Der Zähler 13 erzeugt Signale,
wenn sein Zählerstand »9« und »10« angibt. Die Ausgangssignale von deivi Zähler 13, die den Zählerständen von »9« und »10« entsprechen, werden als
Taktimpulse Φ(, Φ? zur Steuerung des später beschriebenen Auslesens von Daten benutzt Die Daten werden
aus einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, wie einer magnetischen Scheibe, einer magnetischen Trommel oder eines Magnetbandes in der Form von Impulsen
ausgelesen, die von einer Signalformerschaltung 15 geformt werden. Die Impulse werden zu einem
bestimmten Intervall ausgegeben, wie dieses in F i g. 2A gezeigt ist Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein
Synchronisationssignal Q, C1... für jede acht Daten-Bits erzeugt So wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium 14 mit einem Synchronisationssignal für jede
acht Datenbits gespeichert Der Taktimpulsoszillator 11 ist so eingestellt, daß er 20 Taktimpulse zwischen den
Daten-Bits abgibt Wird angenommen, daß ein Zählerstand von »0« (Fig.2B), der von dem Zähler 13
angegeben wird, das gleiche zeitliche Auftreten hat, wie Bits (Fig.2A) aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 ausgelesen werden, so werden Taktimpulse
Φι, Φι jeweils zu den in Fig'C, 2D gezeigten
Zeitintervalle;! erzeugt Die aus dur magnetischen
Aufzeichnungsmedium 14 ausgelesenen Ausgangssignale, die anschließend von der Signalformerschaltung 15
geformt werden, werden als Setzbefehl an Flip-Flops 16,
17 und als ein Rücksetzbefehl an den Zähler 13 über ein UND-Glied 18 gegeben. Das Flip-Flop 16 wird bei
Erhalt eines Taktimpulses zurückgesetzt bei dem der Zähler 13 einen Zählerstand von »10« zählt Ein
Setz-Ausgangssignal von dem Flip-Fiep 16 wird an eine
erste Stufe eines 1-Bit-Speicherelementes eines Pufferspeichers 19 gegeben, der aus vier 1-Bit-Speicherelementen besteht die in Reihe angeordnet sind. Die
1-Bit-Speicherelemente des Pufferspeichers 19 sind so ausgebildet, daß sie das Einschreiben bei Erhalt des
Taktimpulses Φι und das Auslesen bei Erhalt des Taktimpulses Φ2 bewirkea Auf diese Weise kann der
Pufferspeicher 19 mit Daten gespeichert werden, die aus vier in Reihe angeordneten Bits bestehen. Die vier
Bit-Daten, die in dem Pufferspeicher 19 gespeichert sind, werden parallel ausgelesen, wobei gleiche Vier-Bit-Dcven in einem weiteren Pufferspeicher 21 einer
Datenverarbeitungseinrichtung 20 gespeichert sind. Der Pufferspeicher 21 ist so ausgebildet daß er das
Einschreiben von Daten auf das magnetische Aufzeichnungsmedium 14 bei Erhalt eines Taktimpulses Φι und
das Auslesen von Daten aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 bei Erhalt eines Taktimpulses
Φι ermöglicht Ein Operations-Signalgenerator 27 der
Datenverarbeitungseinrichtung 20 erhält ein Indexsignal, das den Startpunkt des Auslesens von Daten aus
dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 angibt Während des Auslesens von Daten erhält ein Inverter
23 "in Auslesesignal. Wenn das Auslesen nicht
stattfindet gibt der Inverter 23 einen Rücksetzbefehl an das Flip-Flop 17 Im gesetzten Zustand gibt das
Flip-Flop 17 ein Ansteuersignal an das UND-Glied IZ
Im gesetzten Zustand gibt ein monostabiler Multivibrator 24 einen einzelnen Impuls ab, der seinerseits ab
Rücksetzsignal an einen Steuerzähler 25 gegeben wird,
der zum Ei fassen von Synchronisationssignalen benutzt wird, die in den aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 ausgelesenen codierten Signalen enthalten
sind. Der Zähler 25 kann bis 9 zählen, um auf die Frequenz der Synchronisationssignale angepaßt zu sein,
und zählt weiter bei Erhalt von Taktimpulsen Φι, Φ* von
dem Zähler 13. Der Zähler 25 zählt, wie dieses in F i g. 2E angegeben ist. Wenn ein Zählerstand von »0«
und »5« erreicht ist gibi der Zähler 23 ein Signal an ein
ODER-Glied 26,dessen Ausgangssignal ein UND-Glied 22 in den leitenden Zustand schaltet. Ein Ausgangssignal
von dem Zähler 25 wird bei einem Zählerstand von »0«
als ein Ansteuersignal an das UND-Glied 18 gegeben.
Werden bei der zuvor beschriebenen Einrichtung keine Daten aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 ausgelesen, so wird das Flip-Flop 16 in seinen
ursprünglichen Schaltzustand zurückgesetzt. Das Flip-Flop 17 wird ebenfalls durch den Inverter 23
zurückgesetzt. Da zu diesem Zeitpunkt das UND-Glied 12 gesperrt ist, wird ein Ausgangssignal von dem
Taktimpulsoszillator 11 nicht an den Zähler 13 gegeben.
Wenn unter dieser Bedingung das magnetische Aufzeichnungsmedium 14 zum Auslesen von Daten
angetrieben wird, so wird die Datenverarbeitungseinrichtung 20 durch ein Indexsignal betätigt, um ein
Auslesesignal zu erzeugen. Werden Datensignale aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 bei Erhalt
eines Indexsignals so werden diese Datensignale in Form von Impulssignalen durch die Impulsformerschaltung 15 angegeben.
Die Impulsformerschaltung 15 gibt ein in Fig. 2A
gezeigtes Synchronisationssignal in Abhängigkeit des Auslesens von Daten aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 ab. Dieses Synchronisationssignal
setzt die Flip-Flops 16 und 17. Ein Ausgangsimpuls von dem monostabilen Multivibrator 24 setzt den Steuerzähler 25 auf den Zählerstand von »0« zurück. Dieser
Steuerzähler besteht z. B. aus einem Binärzähler, der
sofort nach Erhalt eines Rücksetzbefehls zurückgesetzt wird. Das UND-Glied 18 erzeugt ebenfalls ein
Ausgangssignal, wenn der Steuerzähler 25 ein einen Zählerstand von »0« angebendes Ausgangssignal
abgibt wodurch der Zähler 13 zurückgesetzt wird. Der Zähler 13 beginnt ein Zählen vom Zählerstand von »0«
aus, wenn er ein Ausgangssignal von dem Taktimpulsoszillator 11 durch das UND-Glied 12 erhält, das geöffnet
ist, wenn das Flip-Flop 17 gesetzt ist. Der Schaltzustand
des Flip-Flop 16 wird in dem Pufferspeicher 19 bei Erhalt eines Taktimpulses Φ\ gespeichert, der bei einem
Zählerstand von »9« des Zählers 13 abgegeben wird. Das Flip-Flop 16 wird von einem Taktimpuls Φ2
zurückgesetzt der bei einem Zählerstand von »10« des Zählers 13 erzeugt wird.
Wird ein dem Synchronisationssignal Q (Bit B\ in Fig.2A) folgendes Daten-Bit aus dem magnetischen
Aufzeichnungsmedium 14 ausgelesen, so wird das Flip-Flop 16 in Abhängigkeit von diesem Auslesesignal
gesetzt Bei Erhalt der Taktimpulse Φι, Φ2 von dem
Zähler 13 werden Daten in den Pufferspeicher 19 eingeschrieben. Während dieser Zeitdauer zählt der
Steuerzähler 25 eine Anzahl von Bits bei Erhalt von Taktimpulsen Φι, Φ2 von dem Zähler 13. Der
Pufferspeicher 19 wird mit Daten gespeichert die als Setz-Ausgangssignale von dem Flip-Flop 16 zugeführt
und aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 ausgelesen werden. Die in dem Pufferspeicher 19
gespeicherten Daten werden verschoben, wodurch die in Fig.2A gezeigten Daten-Bits nacheinander in den
Pufferspeicher 19 eingeschrieben werden. Die Art, auf die die Daten-Bits in dem Flip-Flop 16 gespeichert sind,
wird durch den Binärcode »1« oder »0« bestimmt der die Daten-Bits angibt Sind alle Daten-Bits durch den
Binärcode von »5« bezeichnet so wird das Flip-Flop 16
bei Erhalt eines Taktimpulses Φι gesetzt Wie in F i g. 2E in Verbindung mit F i g. 2A dargestellt ist werden die in
Abhängigkeit der von dem Steuerzähler 25 angegebenen Zählerstände aus dem Rip-Flop 16 ausgelesenen
Daten-Bits nacheinander in den Pufferspeicher 19 eingeschrieben, während dieser verschoben wird. Zählt
der Steuerzähler 25 Zählerstände von »5« und »0«, so wird ein »Schreib«-Befehl an den weiteren Pufferspeicher 21 über das ODER-Glied 26 und das UND-Glied 22
gegeben. Die in dem Pufferspeicher 19 gespeicherten Daten werden in paralleler Form mit dem weiteren
Pufferspeicher 21 ausgelesen, um in diesem gespeichert zu werden, während der letztere verschoben wird. Die
Zeitpunkte, zu denen der Steuerzähler 25 Zählerstände von »5« und »0« zählt, entsprechen den Zeitpunkten, zu
denen die vier Bits, die die vordere Hälfte der acht Daten-Bits bilden, zwischen den Synchronisationssigna
len Q und C2 liegen, und die anderen vier Bits, die die
letzte Hälfte der acht Daten-Bits bilden, in den Pufferspeicher 19 eingeschrieben werden. Die Daten
werden an die Datenverarbeitungseinrichtung 20 in Form von zwei Gruppen von vier Bits abgegeben, die
parallel angeordnet sind. Schließlich werden nur die in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 gespeicherten Daten, also ohne die Synchronisationssignale,
an die Datenverarbeitungseinrichtung 20 gegeben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden Daten von acht Bits an die Datenverarbeitungseinrichtung 20
mit einer Geschwindigkeit von vier Bits pro Zeitpunkt ausgelesen. Werden acht Bits der Daten auf einmal
ausgelesen, so müssen beide Pufferspeicher 19, 21 jeweils aus acht 1-Bit-Speicherelementen gebildet sein.
Bei der ersten Ausführungsform wurden die Daten in Form von zwei Gruppen aus vier Bits ausgelesen, die
parallel angeordnet sind. Selbstverständlich können die Daten aber auch in zwei Gruppen von vier Bits
ausgelesen werden, die in Serie angeordnet sind.
Jedesmal, wenn der Steuerzähler 25 einen Zählerstand von »0« zählt wird das UND-Glied 18 geöffnet,
um ein aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 ausgelesenes Synchronisationssignal zu erfassen. Zu
diesem Zeitpunkt wird der Zähler 13 zurückgesetzt um seinen ursprünglichen Schaltzustand bei Erhalt eines
Synchronisationssignals einzunehmen. Wenn der Zähler 13 eine bestimmte Anzahl gezählt hat werden
Taktimpulse Φ\, Φ7 abgegeben, um Daten-Bits in einer
zeitlichen Folge auszulesen, die der entspricht, mit der aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 ausgelesene Daten-Bits an die Datenverarbeitungseinrichtung 20 gegeben werden.
Bei der zuvor erläuterten ersten Ausführungsform wird ein binärcodiertes »1 «-Signal, das mindestens ein
Bit hat als ein codiertes Synchronisationssignal i" dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 vor einer
Gruppe einer Vielzahl von Daten-Bits gespeichert um die Synchronisation beim Auslesen der Daten zu
bewirken. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die neue Einrichtung mit einem bin π zählenden Zähler zum
Zählen von Taktimpulsen versehen, die von einem Taktimpulsoszillator abgegeben werden, der bei Erhalt
eines codierten Synchronisationsstignal von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 zurückgesetzt
wird. Die dem codierten Synchronisationssignal folgenden Daten-Bits werden an die Datenverarbeitungseinrichtung 20 jedesmal dann abgegeben, wenn der bis η
zählende Zähler einen bis π gehenden Zählzyklus beendet hat Die Vielzahl von Daten-Bits werden
synchron mit Hilfe des zugeordneten codierten Synchronisationssignals ausgelesen.
Anschließend wird eine zweite Ausführungsform der
neuen Einrichtung beschrieben, bei der das zuvor
erwähnte codierte Synchronisationssignal fortgelassen
fortgelassen ist und die Daten jedesmal dann synchron ausgelesen werden, wenn ein codiertes »!«-Signal
erfaßt wird, d.is in den in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 gespeicherten binärcodierten
Daten enthalten ist.
In F i g. 3 können in ein magnetisches Aufzeichnungsmedi';:7i
31 Daten eingeschrieben oder aus diesem ausgelejen werden, wenn eine Hauptsteuereinrichtung
50, die z. B. aus einem Computer besteht, einen »Schreib«-Befehl Wund einen »Lese«-Be'ehl R an das
magnetische Aufzeichnungsmedium, wie z. B. ein Magnetband, eine Magnetscheibe oder eine Magnettrommel
gibt. Ein Taktimpulsoszillator 33 gibt eine Grundfrequenz ab, wobei dieser Oszillator vorzugsweise
ein eine sehr genaue Frequenz abgebender Quarzoszillator ist. Die Grundfrequenz wird so gewählt,
daß ein aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium
Datpnhit
an pinp
einrichtung beim Auftreten von η Taktimpulsen übertragen werden kann. Die von dem Taktimpulsoszillator
33 erzeugten Taktimpulse werden an einen ersten Zähler 34 zu ihrer Zählung gegeben. Wird η mit 20
angenommen, so zählt der erste Zähler 34 bis 20. Die von dem ersten Zähler 34 gezählten Zählerstände
werden von einem besonderen Zählerstandsdetektor 35 erfaßt. Ist ein besonderer Zählerstand mit »0« gewählt,
so gibt der Zählerstandsdetektor 35 ein Ausgangssignal jedesmal dann ab, wenn der erste Zähler 34 einen
Zählerstand von »0« annimmt. Dieses Ausgangssignal wird als ein Ansteuersignal an ein UND-Glied 36
gegeben. Dieses UND-GLied 36 erhält bereits ein
codiertes Daten-Signal, das von einem Signalgenerator 51 abgegeben ist, der in der Hauptsteuereinrichtung 50
vorgesehen ist. Das UND-Glied 36 gibt ein Daten-Bit jedesmal dann ab, wenn der Zählerstandsdetektor 35 ein
Erfassungssignal erzeugt, nämlich dann, wenn der erste Zähler 34 die 20 von dem Taktimpulsoszillator Si
erzeugte Taktimpulse zählt. Dieses Daten-Bit wird an das magnetische Aufzeichnungsmedium 31 gegeben und
bei Erhalt eines »Schreibbefehls Win dieses Aufzeichnungsmedium eingeschrieben. Wenn der Signalgenerator
51 der Hauptsteuereinrichtung 50 einen »Schreib«- Befehl Wabgibt und die Hauptsteuereinrichtung 50 ein
Datensignal an das UND-Glied 36 gibt, so wird dieses Datensignal in das magnetische Aufzeichnungsmedium
jedesmal dann eingeschrieben, wenn der erste Zähler 34 die 20 von dem Taktimpulsoszillator 13 abgegebene
Taktimpulse gezählt hat.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium 31 läßt das Auslesen von gespeicherten Daten bei Erhalt eines
»Lese«-Befehls R von der Hauptsteuereinrichtung 50 zu. Nur diejenigen der so ausgelesenen Daten-Bits, die
durch einen Binärcode von »1« dargestellt sind, werden von einer Signalformerschaltung 37 erfaßt, die ihrerseits
ein Ausgangssignal synchron mit der Frequenz des Taktimpulsoszillators 33 erzeugt.
Das erfaßte Daten-Bit, das durch einen Binärcode von
»1« dargestellt ist setzt ein Flip-Flop 38. Wenn der Signalgenerator 51 der Hauptsteuerschaltung 50 die
Erzeugung eines »Lese«-Befehls R beendet, wird das
Flip-Flop 38 durch ein Ausgangssignal von einem Inverter 39 zurückgesetzt Erhält die magnetische
Aufzeichnungseinrichtung 31 einen »Lese«-Befehl R und wird ein durch den Binärcode »1« angegebenes
Daten-Bit ausgelesen, so wird das Flip-Flop 38 gesetzt
Ein Setz-Ausgangssignal von dem Flip-Flop 38 wird an einen monostabilen Multivibrator 40 gegeben, der
seinerseits einen einzelnen Impuls abgibt, um das Flip-Flop 12 zu setzen. In einem zweiten Zähler 41
werden die von dem Taktimpulsoszillator 33 abgegebenen Taktimpulse weitergezählt. Wie der erste Zähler 34
zählt auch der zweite Zähler 41 bis 20 und wird zurückgesetzt, wenn die Signalformerschaltung 37 das
Auslesen eines Daten-Bits erfaßt, das durch einen Binärcode von »1« dargestellt ist. Der zweite Zähler 41
erzeugt Ausgangssignale, wenn er zwei bestimmte Zählerstände aufweist, z.B. von »9« und »10«. Diese
Ausgangssignale des Zählers 41 werden als Taktimpulse ii^benutzt.
Ein von der Signalformerschaltung 37 abgegebenes Erfassungssignal, das das Auslesen eines durch den
Binärcode »1« angegebenen Daten-Bits angibt, wird als ein Setz-Befehl an ein Flip-Flop 42 gegeben, dessen
Setz-Ausgangssignal an den F.ingang eines Speichers 43 gegeben wird, der aus drei in Reihe angeordneten
l-Rit-Sneicherelementpn besteht. Der Speicher 4.1 ist
z. B. aus einem Zwei-Phasen-Flip-Flop gebildet und erhält ein Signal bei Erhalt eines Taktimpulses Φ\ und
erzeugt ein Ausgangssignal bei Erhalt eines Taktimpulses Φι. Das Flip-Flop 42 wird durch einen Taktimpuls Φι
zurückgesetzt, der von dem zweiten Zähler 41 abgegeben wird. Werden Taktimpulse Φι. Φι an den
Speicher 43 zugeführt, so werden von der Signalformerschaltung 37 abgegebene Daten-Bits über das Flip-Flop
42 an den Speicher 43 gegeben, um in diesem verschoben zu werden. Es werden daher Daten vom
z. B. Vier-Bit-Aufbau mit Hilfe des Flip-Flops 42 und des Speichers 43, der aus drei 1-Bit-Speicherelementen
besteht, gespeichert. Vier-Bit-Signale, die erhalten werden, wenn der Speicher 43 und das Flip-Flop 42
gesetzt sind, werden an einen Pufferspeicher 44 gegeben, der aus vier 1-Bit-Speicherelementen aufgebaut
ist und in der Hauptsteuereinrichtung 50 vorgesehen ist.
Die von dem zweiten Zähler 41 abgegebenen Taktimpulse Φ\, Φι werden als Zählsignale an einen
Zeichenzähler 45 gegeben, der jedesmal dann um eins weitergezählt, wenn die Taktimpulse Φ\. Φι erhalten
werden. Besteht ein Zeichen aus vier Bits, so ist der Zeichenzähler 45 so aufgebaut, daß er bis 8 zählt und ein
Ausgangssignal erzeugt, wenn er jeweils viermal weitergezählt ist, wie von 0 bis 3 und von 4 bis 7. Ist das
Flip-Flop 32 gesetzt, so wird der Zeichenzähler 45 zurückgesetzt. Gibt außerdem das Flip-Flop 32 einen
Rücksetz-Befehl ab, während die Taktimpulse Φ\, Φ2
erhalten werden, so wird der Zeichenzähler 45 ebenfalls zurückgesetzt. Ausgangssignale von dem Zeichenzähler
45, die seine Zählerstände von »3« und »7« angeben, werden über ein ODER-Glied 46 an ein UND-Glied 47
gegeben. Das UND-GLied 47 erhält ein Ausgangssignal von dem Inverter 30, der mit dem Setz-Ausgang des
Flip-Flops 32 verbunden ist, und erhält außerdem einen Taktimpuls Φι, der von dem zweiten Zähler 41
abgegeben wird. Gibt das UND-Glied 47 einen Taktimpuls Φο ab, so wirken die Taktimpulse Φο und Φ2
zusammen, um ein Ausgangssignal von dem Rip-Flop 42 und die in dem Speicher 43 gespeicherten Daten an
den Pufferspeicher 44 weiterzuschieben.
Bei der in F i g. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform der neuen Einrichtung erhält das magnetische Aufzeichnungsmedium
der magnetischen Aufzeichnungseinrichtung 31 mit gleichem Abstand angeordnete Daten-Bits
in Abhängigkeit eines Ausgnagssignals, das von dem Zählerstandsdetektor 15 jedesmal dann abgegeben
wird, wenn der erste Zähler 34 20 Taktimpulse zählt.
Werden Daten-Bits aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgelesen, so gibt die Hauptsteuereinrichtung
32 einen »Lese«-Befehl R an die magnetische Aufzeichnungseinrichtung 31 und erzeugt weiterhin
einen »Lese«-Befehl R, um zu verhindern, daß ein von dem Inverter 39 erzeugter Rücksetz-Befehl an das
Flip-Flop 18 gegeben wird. Der »Lesew-Befehl R
bewirkt, daß Daten-Bits ausgelesen werden, die in Fig.4 mit a ois H angegeben sind. Unter diesen
Daten-Bits werden die Bits a, b, c, e, f, g, h durch einen Binärcode »1« bezeichnet und das Bit d durch einen
Binärcode von »0« bezeichnet.
Gibt die Signalformerschaltung 37 einen Taktimpuls bei Auftreten des vordersten »1 «-Bits ab, so werden die
Flip-Flops 38 und 42 gesetzt und der zweite Zähler 41 zurückgesetzt. Ist das Flip-Flop 38 gesetzt, so gibt der
monostabile Multivibrator 40 ein Ausgangssignal ab, das das Flip-Flop 32 setzt. Zu diesem Zeitpunkt ist der
yptnhpn^äMpr AS 7ΐιπ"ΐρΙτσρΕρΐ7ΐ um cpinpn nrcrtriincrli.
Wenn die Daten-Bits a, b, cund rf(Fig.4A) aus dem
magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgelesen sind, so ist der Speicher 43 mit Daten-Bits gespeichert, die die
Binärcode von »1« und »0« angeben. Zu diesem Zeitpunkt führt der Zeichenzähler 45, der ursprünglich
über das Flip-Flop 32 in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal von dem monostabilen Multivibrator 40
zurückgesetzt war, eine fortschreitende Zählung von »0«, »1«, »2«, »3«... aus. Auf diese Weise wird ein
Ausgangszählsignal von »3« von dem Zeichenzähler 45 als ein Ansteuersignal an das UND-Glied 47 gegeben.
Gibt bei diesem Schaltzustand der zweite Zähler 41 Taktimpulse Φ\, Φι ab, so werden die in dem Flip-Flop
42 und in dem Speicher 43 gespeicherten 4-Bit-Daten an den Pufferspeicher 44 in paralleler Form verschoben
und dann an die Hauptsteuereinrichtung 50 zu ihre" Verarbeitung ausgelesen.
Später werden die Daten-Bits e, f, g, h aus dem
mqnneliE^ltAn ΑιιΓ-ΤΑί^ΚηιιηηεηΛρΗίηιη aiicrrcilficon Qf»IHrt
chen Zustand einzunehmen, bei dem der Zeichenzähler 45 einen Zählerstand von »0« hat. Wenn die Zählung des
Zählers 41 auf »9« und »10« fortschreitet, so werden die Taktimpulse Φι, Φι abgegeben. Daher werden von dem
Flip-Flop 42 abgegebene Daten-Bits in die erste Stufe des Speichers 43 bei Erhalt eines Taktimpulses Φ\
eingeschrieben und das Flip-Flop 42 wird bei Erhalt des Taktimpulses Φ? zurückgesetzt, wodurch die in F i g. 3
gezeigte Einrichutng bereitgeschaltet wird, um frische Eingabesignale zuzuführen. Wenn der Taktimpulsoszillator
33 und das magnetische Aufzeichnungsmedium mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben werden, wird
ein »!«-Signal das das folgende Daten-Bit b (Fig.4A)
bezeichnet, aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgelesen. Ein in Abhängigkeit vom Auslesen
dieses »1 «-Signale von der Signalformerschaltung 37 erzeugtes Ausgangssignal setzt den zweiten Zähler 41
zurück und setzt das Flip-Flop 38. Zu diesem Zeitpunkt bleibt das Flip-Flop 38, das zuvor beim Auslesen des
»1 «-Signals des ersten Daten-Bits gesetzt wurde, immer noch gesetzt. Bei Erhalt der Taktimpuke Φ\, Φ2, die als
Folge der fortschreitenden Zählung des Zählers 41 erzeugt werden, werden Daten-Bits aus dem magnetischen
Aufzeichnungsmedium ausgelesen und über die Signalformerschaltung 37 in den Speicher 44 in Form
von Setz-Ausgangssignalen des Flip-Flops 42 eingeschrieben.
Werden der Taktimpulsoszillator 33 und die magnetische Aufzeichnungseinrichtung 31 nicht mit der gleichen
Geschwindigkeit betrieben, sondern mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben, so erzeugt der zweite
Zähler 41 ein Ausgangssignal, das ein Daten-Bit mit der Binärcodierung von »1« angibt, bevor ein maximaler
Zählerstand von 20 erreicht wird, wie dieses durch das Daten-Bit c in Fig.4A angegeben ist Dieses ein
Daten-Bit von »1« angebende Signal setzt den zweiten Zähler 41 zurück. Als Folge davon fällt der Zeitpunkt, zu
dem der zweite Zähler 41 erneut seine Zählung beginnt, mit dem Zeitpunkt zusammen, zu dem das Daten-Bit c
ausgelesen wird. Wird das durch einen Binärcode von »0« (Fig.4A) bezeichnete Daten-Bit d ausgelesen, so
wird der zweite Zähler 41 nicht zurückgesetzt Zählt der zweite Zähler 41 jedoch die vorgeschriebenen Zählerstände
durch wiederholtes Zählen bis 20, so werden Taktimpulse Φι, Φι erzeugt Das Flip-Flop 42 wird nicht
durch das Daten-Bit d zurückgesetzt sondern erzeugt ein »0«-Ausgangssignal. Als Folge davon wird <? as durch
einen Binärcode von »0« angegebene Daten-Bit d an den Speicher 43 gegeben.
-'ι· wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium mit einer
niedrigeren Geschwindigkeit betrieben wird, wie dieses durch die Daten-Bits /"und g angegeben ist, fallen die
Zeitpunkte, bei denen ein einen Binärcode von »1« angebendes Signal abgegeben wird, und die Zeitpunkte,
-'"> bei denen die Daten-Bits von g und h ausgelesen
werden, zusammen, wodurch ein fehlerhaftes Auslesen von Daten-Bits verhindert wird. Zählt der Zeichenzähler
45 einen Zählerstand von »7«, so werden die gespeicherten 4-Bit-Daten an den Pufferspeicher
>" verschoben. Die Fig.4A bis 4E zeigen die Beziehung
zwischen den Daten-Bits von a bis h, den Taktimpulsen Φ\, Φι, den von dem Zähler 41 gezählten Zählerständen
und den von dem Zeichenzähler 45 gezählten Zählerständen. Nach Maßgabe der von dem Zeichen-
ΐϊ zähler 45 gezählten Zählerstände werden die Daten-Bits
ausgelesen. Wenn der Zeichenzähler 45 Zählerstände von »3« und »7« zählt, werden ausgelesene Daten-Bits
an den Pufferspeicher 44 in Zeicheneinheiten von 4-Bits verschoben. Wie aus der Beschreibung für das
■*° Einschreiben von Daten entnommen werden kann, wird
das Intervall, mit dem Daten-Bits aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgelesen werden, prinzipiell
so gewählt, daß es dem Intervall entspricht, bei dem der Taktimnulsoszillator 33 20 Taktimpulse abgibt. Da
v' jedoch das magnetische Aufzeichnungsmedium mechanisch
angetrieben ist, können einige Fehler tatsächlich in den Intervallen auftreten, bei denen die Daten-Bits a bis
Λ ausgelesen werden. Bei dem in Fig.3 gezeigten
Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung werden
■'" jedoch Steuer-Taktimpulse Φ\, Φ7 entsprechend der
Zählerstände erzeugt, die von dem bis 20 zählenden Zähler 41 gezählt werden, der zur Bestimmung eines
Grundintervalls für die Daten-Bits aufgebaut ist Der Zähler 41 wird auf seinen ursprünglichen Zählerstand
v> von »0« jedesmal dann zurückgestellt, wenn ein einen
Binärcode von »I« abgebendes Signal erzeugt wird, das ein ausgelesenes Daten-Bit darstellt Ist daher die
Signalform der Bit-Signale so festgelegt, daß sie das kontinuierliche Auslesen von Daten-Bits mit der
Binärcodierung »0« in Übereinstimmung mit dem Zuverlässigkeitsgrad, mit dem der Taktimpulsoszillator
33 und das magnetische Aufzeichnungsmedium betrieben werden, verhindert, ermöglichen die in Abhängigkeit
der Zählerstände vom Zähler 41 erzeugten Yaktimpulse Φι. Φι die Synchronisation, mit der
Daten-Bits ausgelesen und fehlerfrei erfaßt werden kann.
Bei der in F i g. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform
der neuen Einrichtung werden codierte Daten-Bits in
einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, wie z. B. einer Magnettrommel, einem Magnetband oder einer
Magnetscheibe, ohne gleichzeitiges Speichern von Synchronisationssignalen gespeichert Das synchrone r.
Auslesen der Daten-Bits wird durch ein binärcodiertes »1 «-Signal als Führung erreicht, das die Daten-Bits
angibt. Die in F i g. 3 gezeigte Ausführungsform hat daher die Vorteile, daß sie die zur Verfugung stehende
Speicherkapazität des magnetischen Aufzeichnungsme- κι
diums sehr wirkungsvoll ausnutzt und die Daten richtig einschreibt. Die magnetische Aufzeichnungseinrichtung
muß nicht mit getrennten Einrichtungen zum Einschreiben von Synchronisationssignalen in das magnetische
Aufzeichnungsmedium und zum Auslesen dieser Signale ! >
aus ihm versehen sein. Das Einschreiben und Auslesen von Daten ist leicht durchzuführen. Die Arbeitsweise
des Zählers wird durch das Auslesen von Daten-Bits geben wird, mit 20 angegeben, um das Intervall zu
bestimmen, init dem Daten-Bits ausgelesen werden. Es ist jedoch auch möglich, irgend eine andere Anzahl von
Taktimpulser zu benutzen. Außerdem kann die Beziehung zwischen den von dem Zählerstand gezählten
Zählerständen und der Abgabe der Taktimpulse Φι, 02 in gewünschter Weise geändert werden. Außerdem
ist die neue Einrichtung mit einem bis 8 zählenden Zeichenzähler versehen, um Daten in Form von parallel
angeordneten 4-Bit-Zeicheneinheiten auszulesen. Werden jedoch in Reihe angeordnete Daten-Bits ausgelesen,
so ist der Zeichenzähler nicht erforderlich. Die Kapazität des Zeichenzählers kann frei entsprechend
einer Anzahl von Bits gewählt werden, die eine Zeicheneinheit bilden.
Der in Fig. 1 gezeigte Pufferspeicher 19 ist aus vhr
1-Bit-Speicherelementen und der in Fig. 3 gezeigte
Pufferspeicher 43 besteht aus drei I-Bit-Speicherele-
dargestellt sind, und ein Auslese-Synchronisationssignal
wird aus Zählerständen gebildet, die von dem Zähler gezählt werden. Darüber hinaus ist diese neue
Einrichtung einfach aufgebaut und kann auch leicht gesteuert werden. Bei den zuvor erläuterten ersten und
zweiten Ausführungsbeispielen wird eine Anzahl von 2->
Taktimpulsen, die von dem Taktimpulsoszillator abge-
mpntpn " können diese Pufferspeicher gegeneinander ausgetauscht
werden. In diesem Fall sollte ein Lesebefehl R, der von den Steuerzählern 25, 45 an die Pufferspeicher
19, 43 gegeben wird, gesteuert werden. Selbstverständlich kann jeder der in den F i g. 1 und 3 benutzten
Rücksatzvorgänge angewendet werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Datenlese· und Einschreibvorrichtung mit einem Synchronisationssignalgenerator, einer Einschreibeinrichtung und einer Leseeinrichtung zum
synchronisierten Einschreiben und Auslesen von binärcodierten Daten in ein und aus einem
magnetischen Aufzeichnungsmedium, dadurch
gekennzeichnet, daß der Synchronisationssignalgenerator (11, 12, 13; 33, 34, 35, 41) einen
Taktoszillator (11; 33) zum Erzeugen von π Taktimpulsen während der Einschreib- und Lesedauer eines einzelnen Bit und einen bis π zählenden
Zähler (13; 34,41) aufweist, mit dem die Taktimpulse
zählbar sinf und der bei Erreichen eines bestimmten Zählerstandes ein Synchronisationssignal abgibt,
daß mit der Einschreibeinrichtung (36) binär codierte Signale einschreibbar sind, die mindestens ein
synchron mit dem Synchronisationssignal auftretendes »1«-Bit enthalten, das einer Reihe von Bit
vorangeht, die die Daten bilden, und daß die Leseeinrichiung (15,16; 37,38,42) eine Detektoreinrichtung (15,37) für das aus dem Aufzeichnungsmedium (14; 31) beim Lesen der Daten ausgelesene
»!«-Bit hat, mit der bei Auftreten des »1«-Bit der Zähler (13; 41) auf einen Bezugszählerstand
einstellbar ist, um die Phasenlage des Synchronisationssignals einzustellen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einschreibeinrichtung (36)
Daten einschreibbar sind, deren mindestens vorderstes Bit eint »1« ist, die als das genannte »!«-Bit
wirkt
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einschreibsinrichtung (36) das
»1«-Bit eingeschrieben wird, bevor die aus einer Vielzahl von Bit gebildeten Daten eingeschrieben
werden.
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CA (1) | CA1057849A (de) |
DE (1) | DE2629875C3 (de) |
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