DE2629875C3

DE2629875C3 - Datenlese- und Einschreibvorrichtung mit einem Synchronisations-Signalgenerator für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE2629875C3
Application number: DE2629875A
Authority: DE
Inventors: Toshio Tokyo Kashio
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1975-07-04
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1981-09-03
Also published as: DE2629875B2; GB1561587A; FR2316684A1; FR2316684B1; DE2629875A1; CA1057849A; US4127879A

Description

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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, ζ. Β. einem Magnetband, einer Magnettrommel oder einer Magnetscheibe, gespeichert. Die Daten werden in oder aus einem solchen Aufzeichnungsmedium durch mecha- so nisches 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 ω Ausgangssignalen, ζ. Β. 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 Steuern der Auslesesynchronisation gespeichert

So werden zwei parallele Datenspuren in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium durch Zuführung von Datensignalen an einen Magnetkopf und von Synchronisationssignalen für diese Daten an einen 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, unmittelbar die Synchronisation, mit der die Datenbits ausgelesen werden, beeinflußt, so daß eine hohe Genauigkeit für die mechanischen Einrichtungen erforderlich ist

Bei einer anderen Daten-Lese- und Schreibeinrichtung 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 Synchronisationssignal 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 magnetischen Aufzeichnungsmediums für die Daten nicht sinnvoll ausgenutzt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Daten- Lese- und 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 Aufzeichnungsmedium 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 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 Synchronisationssignal auftretendes »1 «-Bit enthalten, das einer Reihe von Bit vorangeht, die die Daten bilden, und daß die Leseeii!richtung eine Detektoreinrichtung für das aus dem Aufzeichnungsmedium beim Lesen der Daten ausgelesene »1 «-Bit hat, mit der bei Auftreten des »1«-Bit der Zähler auf einen Bezugszählerstand einstellbar ist, um die Phasenlagen des Synchronisationssignals einzustellen. ι ο

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 ZäiJer festgelegt, der die abgegebenen Taktimpulse zählt, wodurch eine Zeitfolge zur Erfassung der Datenbits fest voreingestellt 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 <E Zeitdiagramme, nach denen die in F i g. 3 gezeigte Einrichtung arbeitet so

F i g. 1 zeigt eine Anordnung der neuen Einrichtung. Die Einrichtung arbeitet mit einem Taktimpulsgenerator U, dessen Frequenz auf eine bestimmte Größe eingestellt ist Die Frequenz des Oszillators 11 ist so gewählt, daß sie eine Anzahl η von Impulsen ibgibt, die durch das Intervall bestimmt ist, mit dem Bitsignale aus einem magnetischen Aufzeichnungsmedium unter normalen Betriebsbedingungen ausgelesen werden, η ist auf 20 bei diesem ersten Ausführungsbeispiel gewählt. So wird ein Bitsignal aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium jedesmal dann ausgelesen, wenn 20 Impulse von dem Taktimpulsoszillator 11 abgegeben werden.

Taktimpulse von dem Oszillator 11 werden als Zählsignal an einen bis 20 zählenden Zähler 13 über ein ω UND-Glied 12 gegeben. Der Zähler 13 erzeugt Signale, wenn sein Zählerstand »9« und »10« angibt. Die Ausgangssignale von dem Zähler 13, die den Zählerständen von »9« und »10« entsprechen, werden als Taktimpulse Φι, $2 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 Ci, Ci... 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, ^2 jeweils zu den in Fig.2C, 2D gezeigten Zeitintervallen erzeugt Die aus dem 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-Flop 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 Φ, und das Auslesen bei Erhalt des Taktimpulses Φ2 bewirken. 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 Vicr-Bit-Daten 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 Φ2 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 ein 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 12. Im gesetzten Zustand gibt ein monostabiler Multivibrator 24 einen einzelnen Impuls ab, der seinerseits als Rücksetzsignal an einen Steuerzähler 25 gegeben wird, der zum Erfassen 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, Φ2 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, gibt der Zähler 25 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 ?uvor 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 i<> 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 i^r> 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 Aufzeich- 2^r> nungsmedium 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 J» 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 )^r> 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 Φι zurückgesetzt der bei einem Zählerstand von »10« des Zählers 13 erzeugt wird. ■> >

Wird ein dem Synchronisationssignal G (Bit B\ in F i g. 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, Φι von dem w 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, Φι 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 w 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 »1« bezeichnet so wird das Flip-Flop 16 *>5 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 Flip-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 Synchronisationssignialen 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 E4 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 Φι, Φ₂ 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 in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 vor einer Gruppe einer Vielzahl von Daten-Bits gespeichert, iisi 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 π 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 »1 «-Signal erfaßt wird, das in den in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 14 gespeicherten binärcodierten Daten enthalten ist.

In F i g. 3 können in ein magnetisches Aufzeichnungsmedium 31 Daten eingeschrieben oder aus diesem ausgelesen werden, wenn eine Hauptsteuereinrichtung SO, die z. B. aus einem Computer besteht, einen »Schreib«-Befehl W und einen »Lese«-Befehl 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 31 ausgelesenes Datenbit an eine Datenverarbeitungseinrichtung 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 jo 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 33 erzeugte Taktimpulse zählt. Dieses Daten-Bit wird an das magnetische Aufzeichnungsmedium 31 gegeben und 4η bei Erhalt eines »Schreibbefehls Wm dieses Aufzeichnungsmedium eingeschrieben. Wenn der Signalgenerator 51 der Hauptsteuereinrichiung 50 einen »Schreibe-Befehl W abgibt 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 M3 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 t>o Erzeugung eines »Lese«-Befehls R beendet wird das Flip-Flop 38 durch ein Ausgangssigna] von einem Inverter 39 zurückgesetzt Erhält die magnetische Aufzeichnungseinrichtung 31 einen »Lese«-Befehl R und wird ein durch den Binärcode »1« angegebenes t>5 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 32 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 Φι, Φι benutzt

Ein von der Signalformerschaltung 37 abgegebenes Erfassungssignal, das das Auslesen eines durch den Binärcode »1« angegebenen Daten-Bits angibt wird als ein Setz-Befeh! an ein Flip-Flop 42 gegeben, dessen Setz-Ausgangssignal an den Eingang eines Speichers 43 gegeben wird, der aus drei in Reihe angeordneten 1-Bit-Speicherelementen besteht Der Speicher 43 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 Φ2. Das Flip-Flop 42 wird durch einen Taktimpuls Φ2 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 Φι, Φ₂ werden als Zählsignale an einen Zeichenzähler 45 gegeben, der jedesmal dann um eins weitergezählt wenn die Taktimpulse Φι, Φ2 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\, Φι 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 Flip-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 erhäh 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

ίο

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 »Lese«-Befehl R bewirkt, daß Daten-Bits ausgelesen werden, die in Fig.4 mit a bis 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 »!«-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 Zeichenzähler 45 zurückgesetzt, um seinen ursprünglichen 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, Φ₂ abgegeben. Daher werden von dem Flip-Flop 42 abgegebene Daten-Bits in die erste Stufe des Speichers 43 bei Erhalt eines Taktimpulses Φι eingeschrieben und das Flip-Flop 42 wird bei Erhalt des Taktimpulses Φ₂ 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 »1 «-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 Taktimpulse Φι, Φ₂, die als Folge der fortschreitenden Zählung des Zählers 41 erzeugt werden, werden Daten-Bits aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgelesen und über die Signalfonnerschaltung 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 vor 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, Φ₂ erzeugt Das Flip-Flop 42 wird nicht durch das Daten-Bit d zurückgesetzt sondern erzeugt ein »0«-AusgangssignaL Als Folge davon wird das durch einen Binärcode von »0« angegebene Daten-Bit d an den Speicher 43 gegeben.

Wenn die Daten-Bits a, b, cund (/(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

ίο 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 Φι, Φ₂ 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 ihrer Verarbeitung ausgelesen.

Später werden die Daten-Bits e, f, g, h aus dem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgelesen. Selbst wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium mit einer niedrigeren Geschwindigkeit betrieben wird, wie dieses durch die Daten-Bits f 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 F i g. 4A bis 4E zeigen die Beziehung zwischen den Daten-Bits von a bis />, den Taktimpulsen Φι, Φ₂, den von dem Zähler 41 gezählten Zählerständen und den von dem Zeichenzähler 45 gezählten Zählerständen. Nach Maßgabe der von dem Zeichen-

« 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 Taktimpulsoszillator 33 20 Taktimpulse abgibt Da jedoch das magnetische Aufzeichnungsmedium mechanisch angetrieben ist können einige Fehler tatsächlich in den Intervallen auftreten, bei denen die Daten-Bits a bis h ausgelesen werden. Bei dem in Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung werden jedoch Steuer-Taktimpulse Φι, Φ₂ 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 von »0« jedesmal dann zurückgestellt wenn ein einen Binärcode von »1« 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 Taktimpulse Φι, Φ₂ 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 Auslesen der Daten-Bits wird durch ein binärcodiertes »1 «-Signal als Führung erreicht, das die Daten-Bits angibt Die in Fig.3 gezeigte Ausführungsform hat daher die Vorteile, daß sie die zur Verfügung stehende Speicherkapazität des magnetischen Aufzeichnungsme- tu 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 gesteuert, die durch ein binärcodiertes »1 «-Signal 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 Taktimpulsen, die von dem Taktimpulsoszillator abgegeben wird, mit 20 angegeben, um das Intervall zu bestimmen, mit dem Daten-Bits ausgelesen werden. Es ist jedoch auch möglich, irgend eine andere Anzahl von Taktimpulsen zu benutzen. Außerdem kann die Beziehung zwischen den von dem Zählerstand gezählten Zählerständen und der Abgabe der Taktimpulse Φι, Φι 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 F i g. 1 gezeigte Pufferspeicher 19 ist aus vier 1-Bit-Speicherelementen und der in Fig.3 gezeigte Pufferspeicher 43 besteht aus drei 1-Bit-Speicherelementen. Je nach dem gewünschten Schaltungsaufbau können diese Pufferspeicher gegeneinander ausgetauscht werden. In diesem Fall sollte ein Lesebefehl R, der von den Steuerzahlern 25, 45 an die Pufferspeicher 19,43 gegeben wird, gesteuert werden. Selbstverständlich kann jeder der in den F i g. 1 und 3 benutzten Rücksetzvorgänge angewendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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 η 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 Leseeinrichtung (15,16; 37,38,42) eine Detektoreinrichtung (15,37) für das aus dem Aufzeichnungsmedium (14; 31) beim Lesen der Daten ausgelesene »1«-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 eine »1« ist, die als das genannte »!«-Bit wirkt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einschreibeinrichtung (36) das »1«-Bit eingeschrieben wird, bevor die aus einer Vielzahl von Bit gebildeten Daten eingeschrieben werden.