DE3020602A1

DE3020602A1 - Magnetisches bandaufzeichnungsmedium und positionieranordnung fuer eine magnetband-speichereinheit

Info

Publication number: DE3020602A1
Application number: DE19803020602
Authority: DE
Inventors: Michael D Leis; Robert C Rose
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1981-02-19
Also published as: CA1139436A; GB2058431B; US4321632A; GB2058431A; FR2466073A1

Description

Magnetisches Bandaufzeichnungsmedium und Positionieranordnung fUr eine Magnetband-Speichereinheit

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Bandaufzeichnungsmedium gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Positionier· anordnung für eine Magnetband-Speichereinheit.

Bei einer bekannten magnetischen Bandspeichereinheit sind wenigstens vier wesentliche Grundbauteile vorgesehen, nämlich ein Magnetband, ein Bandtransport, eine Datentransferschaltung und eine Steuerschaltung. Das Magnetband besteht im allgemeinen aus einem flexiblen, bandförmigen, plastischen bzw. nachgiebigen Streifen, auf welchem eine dünne Beschichtung aus einem ferromagnetischen Material entlang deren Oberfläche als Speichermedium angeordnet ist. Der Bandtransport bewegt das Band zwischen Lagerrollen oder Spulen in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung an einem oder

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mehreren zugeordneten Lese-/Schreibköpfen in der Datentransferschaltung vorbei. Die Datentransferschaltung empfangt Signale von den Leseköpfen und wandelt sie zur übertragung zu dem Datenverarbeitungssystem in Binärsignale um; die empfangenen Binärsignale des Datenverarbeitungssystemes werden in Signale umgesetzt, um die Schreibköpfe zu erregen, um dadurch Information auf dem Magnetband zu speichern. Die Steuerschaltung sprichtauf Befehle des Datenverarbeitungssystems an, um die Operation der übrigen Bauteile zu steuern.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche Magnetband-Speichereinheiten, bei welchen der Bandtransport in einem Betrieb mit "schnellem Zugriff" oder einem "Suchbetrieb" zum Zwecke der Positionierung einer gewünschten Speicherung an den Lese-/Schreibköpfen steuerbar ist, sowie in einem langsameren "Lese-/Schreibbetrieb"während der Datenübertragungsoperationen, wodurch Daten von dem Magnetband gelesen oder geschrieben werden können. Bei derartigen Magnetband-Speichereinheiten wurden Anstrengungen unternommen, um eine optimale Durchfuhrung sowohl im Such- als auch im Lese-/Schreibbetrieb zu erreichen. Insbesondere ist es erwünscht, eine maximale Raumsignaldichte bzw. Bitdichte entlang des Bandes für Signale zu erreichen, welche die Daten repräsentieren, die gespeichert werden sollen, sowie verschiedene Steuerinformation, um die Speicherkapazitöt des Bandes auf ein Maximum zu bringen. Die maximale Dichte, die jedoch in der Praxis erreichbar ist, wird durch einige beeinträchtigende Betriebskriterien festgelegt. Während beispielsweise eine Erhöhung der Signaldichte die Datenübertragungsfrequenz für eine gegebene Bandgeschwindigkeit erhöht wird, nimmt auch die Wahrscheinlichkeit an Fehlern während der Datenübertragungen zu.

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Es ist auch wünschenswert, die Suchzeiten für Speicherungen während des Suchbetriebes auf ein Minimum zu reduzieren, da während dieses Betriebes keine Daten Übertragen werden. Eine höhere Transportfrequenz bzw. Transportgeschwindigkeit läßt diese Aufgabe erreichen,jedoch vielfach bei einer Frequenz, welche die Bandbreite der DatenUbetragungsschaltungen Überschreitet.

Einige Magnetband-Speichereinheiten verwenden vorcodierte Formate auf dem Magnetband, um die Operation der Systeme zu vereinfachen, die sowohl den Such- als auch den Lese-/Schreibbetrieb beinhalten.

Ein derartiges Schema zur Formatbildung ist in der US-PS 3 387 293 beschrieben. Hierbei weist das Magnetband eine Vielzahl paralleler Spuren auf. Eine Spur, eine Markierungsspur, beinhaltet vorcodierte Information für die Formatbildung; eine andere Spur ist die Zeit- oder Taktspur, welche die Taktinformation beinhaltet. Die Markierungsspur definiert verschiedene Gebiete entlang des Bandes,einschließlich von Endzonen an den körperlichen Enden der Bänder und eine Vielzahl von Zwischenblöcken. Jeder Block beinhaltet berührende bzw. benachbarte Bilder, die eine Vielzahl von Bildern in dem mittleren Abschnitt jedes Blockes zur Datenspeicherung aufweisen. In einem Block weisen die Bilder auf jeder Seite der Datenbilder (Daten-Bandsprossen) Positionierinformation und Steuerinformation auf, welche die Operation des Sysstemes während eines Suchbetriebes und während eines Lese-/Schreibbetriebes erleichtern.

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Steuerschaltungen verwenden die Positionsinformation/ die jedem Block zugeordnet ist, um das Bändln idium gegenüber den Lese-/ Schreibköpfen relativ zu positionieren. Diese Steuerschaltung und Datenübertragungsschaltung kann auch Detektoren enthalten, um die Endzonen zu erfassen, welche den Enden des Magnetbandes und den Grenzen benachbarter Blöcke entsprechen. Außerdem können einige Magnetbandsysteme eine Schaltkreis- und Pufferschaltungeeinheit zur Verbesserung der Datenübertragungseigenschaften zwischen dem Magnetband-Speichersystem und den Datenverarbeitungssystem aufweisen, an welche es angeschlossen ist.

Eine andere forraatgebundene Anordnung ist in der US-PS 3 879*752 beschrieben, welche ein Band- oder Scheibenmedium beschreibt, bei dem eingehende Daten vom Speichermedium Binärdaten in diskreten Aufzeichnungen oder Blöcken beinhaltet, und Sektorinformation, welche die Grenzen zwischen den benachbarten Aufzeichnungen (Speicherungen) oder Blöcken definiert. Die Sektorinformation wird mit einer Frequenz gespeichert, die größer als die maximale Frequenz des von den Binärdaten erzeugten Signals ist. Eine . Frequenz-Diskriminierschaltung erfaßt das Auftreten jedes Impulses (Burst) eines höher_wfrequenten Signales, um dadurch anzuzeigen, daß ein Sektorgebiet an den Lese-/Schreibköpfen vorbeigelangt ist und erzeugt einen Sektorimpuls. Ein anderer Schaltkreis verwendet den Sektorimpuls, um die Position des Mediums herauszufinden. Diese Formateinteilung ist jedoch offensichtlich auf ein Medium begrenzt, welches mit konstanter Geschwindigkeit sich bewegt, da die Frequenz des Sektorinformationssignals von der Geschwindigkeit des Mediums abhängt. Die Verzwafachung der Geschwindigkeit würde die Frequenz dieses Segtorinformationssignals verdoppeln. Darüberhinaus läßt sich vorliegende Er-

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findung sowohl bei einem bandförmigen als auch bei einem scheibenförmigen Medium verwenden, wobei scheibenförmige Medien Einrichtungen mit konstanter Geschwindigkeit sind.

Ein Nachteil der ersten Einrichtung zur Formatbildung ist deren unwirksame Verwendung der gesamten Datenspeicherkapazität des Speichermediums und der zusätzlichen Leseschaltung, die erforderlich ist, um jede Takt- und Markierungsspur gleichzeitig mit der Datenspur zu lesen. Ein ähnliches System beinhaltet einen optischen Detektor in Verbindung mit transparenten oder reflektierenden Markierungen, die an dem Ende des Magnetbandes angeordnet sind. Das Band kann ein reflektierendes Metallelement aus seiner Oberfläche haben, wobei deren Oxidbeschichtung an einem Abschnitt desselben nicht vorliegt, oder eine Anordnung von Löchern bzw. Öffnungen besitzen, die Licht durchlassen. Bei diesem System weiß die Steuerschaltung direkt oder indirekt, ob der Bandtransport den Beginn oder das Ende des Magnetbandes erreicht hat und läßt dadurch die Bandsteuerschaltung eine entsprechende Steuerwirkung ausführen. Teuere optische Detektoren und die zugeordnete logische Schaltung sind offensichtlich Nachteile dieses Verfahrens.

Ein anderes System beinhaltet ein Null-Signal-Gebiet oder einen "Spalt" als Grenze zwischen benachbarten Speicherungen, um die Zwischenspeicherpositionen zu identifizieren. Wenn ein vorbestimmter Schwellwert-Signalpegel vom Signal der Leseköpfe nicht überschritten wird, nimmt das System an, daß eine Zwischenspeicherposition die Lese-/Schreibköpfe passiert. Dieses Verfahren ist durch Geräuschfaktoren begrenzt, die bei der übertragung von elektrischen Signalen bei den zugeordneten Wandlern auftreten.

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Damit wird die DatenUbertragungsschaltung komplizierter, da sie die Fähigkeit haben muß, Geräuschsignale von den gültigen Signalen zu unterscheiden. Wenn mehrfache Geschwindigkeiten verwendet werden, mllssen entweder unterschiedliche Wandler oder unterschiedliche Schwellwert-Signalpegel verwendet werden, um die Positionsdaten bei der relativ höheren Bandgeschwindigkeit zu erfassen. Alle diese Faktoren erhöhen die Kosten des Speichersystems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Bandaufzeichnungssystem und eine Positionieranordnung zu schaffen, welche die vorstehend angegebenen Schwierigkeiten bei der Identifizierung von Zwischenspeicherpositionen entlang eines Magnetbandes und den Endpositionen des^Magnetbandes . vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den UnteransprUchen.

Die Erfindung schafft eine Datenspeichereinheit für ein Magnetband, welches die Zeit für den Zugriff von nicht folgenden Speichersegmenten dadurch auf ein Minimum bringt, daß eine zuverlässige Erfassung der Datengrenzen bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten geschaffen wird. Außerdem schafft die Erfindung ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, bei dem keine Spalte nicht aufgezeichneter Daten zwischen den Aufzeichnungssegmenten vorliegen, wodurch die Verwendung von vereinfachten DatenUbertragungsschaltungen zur Erfassung von Signalen von den Lese-/ Schreibköpfen ermöglicht wird.

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Die Erfindung liefert ferner eine Speichereinheit für ein Datenverarbeitungssystem mit einem Magnetband zur Datenspeicherung, bei dem die Diskriminierung der Grenzen zwischen benachbarten Speicherungen erleichtert wird.

Gemäß der Erfindung weist ein Band zur Verwendung in einer Magnetband-Speichereinheit eine Folge von Speicherungen auf, die mit einer ersten Raumbitdichte Über die Länge des Bandes gespeichert sind. Zwischenspeicherungsmarkierungen zwischen den benachbarten Speicherungen haben die Funktion von Speichergrenzen und werden mit einer zweiten Raumbitdichte aufgezeichnet bzw. gespeichert, die kleiner als die erste Bitdichte ist. Eine Detektorschaltung erzeugt ein Signal, welches anzeigt, ob das Band, welches die Lese-/Schreibkb'pfe passiert, mit der ersten oder zweiten Raumbitdichte (spatial bit density) aufgezeichnet ist. Ein anderer Schaltkreis unterscheidet die Zwischenaufzeichnungsmarkierungen von- den Markierungen fUr den Bandbeginn und das Bandende, die ebenfalls mit der zweiten Raumbitdichte aufgezeichnet sind. Dieser Detektorschaltkreis arbeitet sowohl im Lese- und Schreibbetrieb, wenn sich das Band mit einer ersten Geschwindigkeit bewegt, welches die zuverlässige Datenübertragung optimiert, und mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit, wenn das Band positioniert wird und keine Daten Übertragen werden.

Die Erfindung schafft eine Positionieranordnung für eine Magnetbandeinheit, welche ein mehrfaches Aufzeichnungsformat benützt, bei dem Positionierdaten, welche den Beginn der Aufzeichnungssegmente, den Beginn des Bandmediums und das Ende des Bandmediums markieren, mit l/4 der Bitdichte der Arbeitsdaten vorher aufge-

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zeichnet sind, so daß die Positionierdaten exakter mit einer höheren Bandgeschwindigkeit während des Aufzeichnungs-Such-Betriebes gelesen werden können. Die Speichereinheit weist auch eine Detektorschaltung auf, die nur bei der Erfassung von Positionierdaten freigegeben wird, und welche die Positionierdaten als ein Zwischenaufzeichnungs-Markierungssignal identifiziert, als den Beginn des Bandsignales oder als das Ende des Bandsignales. Eine Bandantriebssteuerung spricht auf die Detektorschaltung zur Steuerung der Geschwindigkeit und Richtung des Magnetbandes an.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Magnetband-Speichereinheiten zur Verwendung in Datenverarbeitungssystemen. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Formatbildung bei Magnetbändern, um die Positionierung der Lese-/Schreibköpfe an einer gewünschten Stelle entlang eines Bandes zu erleichtern, welches ein magnetisches.Speichermedium trägt; ferner bezieht sich die Erfindung auf die zugeordnete logische Schaltung zur Erfassung des körperlichen Endes des Bandes und der Stelle der Datenaufzeichnungen entlang des Bandes.

Im folgenden werden bevorzugte AusfUhrungsfortnen der Erfindung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine grundsätzliche Anordnung der Grundkomponenten einer Magnetband-Speichereinheit,

Fig. 2A ein bevorzugtes Format der Arbeitsdaten und Positionierinformation eines Magnetbandmediums gemäß der Erfindung,

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Fig. 2B Einzelheiten der Datenanordnung auf einem Aufzeichnungssegment des Magnetbandmediums nach Fig 2A,

Fig. 2C eine Datenanordnung für die Anfangs- und Endsegmente des Magnetband-Aufzeichnungsmediums/

Fig. 3A und 3B Beispiele der Lese-ZSchreib-Schaltungsstromwerte, die für "Null" bzw. "1" aufgezeichnet und wiedergegeben werden, und zwar für die Arbeitsdaten in jeder Aufzeichnung bzw. Speicherung des Magnetbandmediums,

Fig. 3C und 3D Beispiele der Lese-ZSchreib-Schaltungsstromwerte, die für "Null" bzw. "1" aufgezeichnet und wiedergegeben werden, bezüglich Datensignalen von Zwischenaufzeichnungen, den Beginn der Banddatensignale und das Ende der Banddatensignale des Bandmediums gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4A und 4B ein Beispiel von Eingangs- und Ausgangssignalen eines zugeordneten Integrators zur Darstellung eines beispielhaften Bitmusters,

Fig. 5A ein Beispiel einer logischen Schaltung zur Erfassung von Markierungssignalen für Zwischenaufzeichnungen (Zwischenspeicherungen), den Beginn der Banddatensignale, das Ende der Banddatensignale, zur Verwendung bei der Steuerung des Bandantriebs,

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Fig. 5B ein Flußdiagramm der logischen Folge,welche die Information in verschiedenen Markierungen verarbeitet,

Fig. 5C eine automatische Verstärkungsschaltung, die bei der Erfindung verwendet wird, welche den Wert der Lesesignale der Lese-/Schreibköpfe konditioniert,

Fig. 6A und 68 jeweils ein Taktdiagramm, welches bestimmte Signalpegel der Schaltung nach Fig. 5A veranschaulicht, und

Fig. 7 eine weitere Darstellung der Hauptkomponenten einer Magnetbandspeichereinheit gemäß der Erfindung.

Die unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 7 beschriebene Erfindung eignet sich insbesondere zur Verwendung bei einer Magnetband-Speichereinheit, welche Daten auf einem Magnetband 10 speichert. Die Organisation oder das Format des Magnetbandes ist deutlich in den Figuren 2A und 2B dargestellt. Eine Erläuterung dieses Formats trägt dazu bei, daß verschiedene Abwandlungen der Erfindung besser verständlich werden.

Nachfolgend wird auf Fig. 2A und 2B Bezug genommen; bei einem bevorzugten Format des Magnetbandes 10 sind zwei Spuren (Spur 0 und Spur l) mit identischem Formataufbau, jedoch mit unterschiedlicher Aufzeichnungszahl bezuglich der Kopfsegmente dargestellt. Hinsichtlich Fig. 2A ist angenommen, daß der "Beginn" des Bandes am linken Ende des Bandes sich befindet, während das "Ende" sich am rechten Ende befindet. Jede Spur enthält eine Markierung an dem körperlichen Ende jeder Spur. Die Markierung auf der linken

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Seite bzw. dem linken Ende jeder Spur ist als Markierung 11 für den Bandbeginn (BOT) bezwichnet, während die Markierung jeder Spur am rechten Ende als Markierung 12 (EOT) für das Bandende angegeben ist.

Eine Vielzahl von Speicherungen (Datensätzen) 13 liegt entlang jeder Spur zwischen der BOT-Markierung 11 und der EOT-Markierung 12. Jeder Datensatz 13 weist eine Vielzahl von Segmenten auf, welche ein Kopfsegtnent (H) 14 und ein Daten-Segment 15 beinhalten. Das Daten-Segment 15 speichert Daten der Verarbeitung/ die von der Magnetbandeinheit verarbeitet, geändert oder geschrieben werden. Eine Markierung 16 für Zwischenaufzeichnungen (M) ist zwischen jedes Paar von benachbarten Datensätzen positioniert,und jede Markierung 16 dient damit als Grenze zwischen benachbarten Datensätzen. Bei dieser AusfUhrungsform ist das Band mit verschiedenen Markierungen und Datensätzen vorher versehen (aufgezeichnet) worden, und diese Markierungen sind einander benachbart, d.h. es sind .keine beträchtlichen Spalte zwischen benachbarten Datensätzen 13 und den Markierungen 11, 12 und 16.

Jede BOT-Markierung 11, die EOT-Markierung 12 und Zwischenaufzeichnungsmarkierung (Zwischendatensatz-Markierung) 16 sind mit einer Frequenz aufgezeichnet, die eine Raumbitdichte entlang der Spur des Bandes hervorruft, welche kleiner als die Raumbitdichte derjenigen Information ist, die in den Datensätzen 13 gespeichert ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Raumbitdichte für die Markierungen 200 Bit je Inch (bpi). d.h.pro 2,5 cm, während die Raumbitdichte für die Information in den Datensätzen 800 bpi beträgt. Die Differenz ist in Fig. 2C dargestellt, wobei die Bezugszeichen 11 und 12 die Markierungen geringer Dichte BOT

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und EOT angeben, während mit 17 das Zwischengebiet bezeichnet ist, welches im allgemeinen mit der größeren Bitdichte aufgezeichnet wird, mit der Ausnahme der Markierungen fUr die Zwischendatensätze, die in Fig. 2C nicht dargestellt sind. Wie nachfolgend noch erläutert ist, ermöglicht diese relative Bitdichte zwischen den Informationen, die an den Markierungen 11, 12 und 14 gespeichert sind,und den Informationen, die in den Datensätzen gespeichert sind, eine relativ einfache Schaltung zur Ausführung der Diskriminierung zwischen den Markierungen und den Datensätzen. Diese Unterscheidung wird auch auf eine V/eise ausgeführt, welche die Positionieroperationen vereinfacht, insbesondere im Suchbetrieb.

Fig. 2B zeigt im Detail ein Format für eine Markierung 16 für einen Zwischendatensatz und einen folgenden Datensatz 13 mit seinem Köpfsegment 14 und Datensegment 15. Die Markierung 16 wird als 16 Datenbits aus abwechselnden "Eins" und"Null" aufgezeichnet. Diese Bits werden wieder als l/4 der Raumbitdichte des Kopfsegmentes 14 und Datensegmentes 15 aufgezeichnet. Das.Kopfsegment 14 weist ein Kopf-Synchronisationsfeld 41 auf, welches zur Markierung 16 benachbart ist. Es enthält 16 Bits von Informationen, die durch 15 "Null" und eine einzige "Eins¹¹ gebildet sind. Das Eins-Datenbit des Synchronisationsfeldes 41 stellt den Zustand der Leseschaltung so ein, daß die nächsten 32 Bits gelesen werden, die als 16 Bit-Datensatz-Nummernfeld 42 und als 16 Bit-Datensatz-Nummernkomplementfeld 43 interpretiert werden. Die Datensatz-Nummer (Datensatz-Zahl) als vorher aufgezeichnete Zahl identifiziert eindeutig jeden Datensatz. Wie in Fig. 2A gezeigt ist, sind die Datensatz-Zahlen 0 bis 1023 auf der Spur eingeteilt, während die Datensatz-Zahlen 1024 bis 2047 auf der

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Spur 1 des Bandes 10 eingeteilt sind. Das Komplement der Datensatz-Zahl liefert die Information zur Kontrolle der Genauigkeit der Datensatz-Zahlen; falls ein Fehler auftritt, kann das Bandsystem einen Datensatz-Suchbefehl wieder ausgeben bzw. wieder auffinden oder wiederholt ausführen, wodurch die Positionierung veranlaßt wird.

Dem Datensatz-Nummerηfeld 43 folgt unmittelbar ein Datensynchronisationfeld 44, welches 55 "Nullen"aufweist, die durch eine einzige "Eins" als Synchronisationsbit gefolgt werden. Dieses Bit stellt die Lese-/Schreibschaltung derart ein, daß Daten von oder zu dem folgenden Datenfeld 45 gelesen oder geschrieben werden, welches 128 8-Bit-Bytes von Daten speichert. Ein 16-Bit-Prüfsummenfeld 46 folgt dem Datenfeld 45; dieses Feld 46 (check sum) steuert die übliche Schaltung zur Kontrolle der Genauigkeit der Daten an, die in dem Datenfeld 45 enthalten sind. Dem Feld 46 folgt eine Serie von "Null"-Informationsbits, die ein sog. Beisatz-Feld (Trailer-Feld) 47 ergeben.

Im folgenden wird auf die Figuren 2A bis 2C Bezug genommen; die BOT-und EOT-Markierungen an den Enden des Magnetbandes 10 werden mit den Repräsentationen vorbestimmter Bitmuster aufgezeichnet, die sich von dem Bitmuster der Zwischensatz-Markierung 16 unterscheiden. Die BOT-Markierung 11 und EOT-Markierung speichern Darstellungen aller "Null" bzw. "Eins". Diese Anordnung ermöglicht bzw. erleichert das Erfassen der Enden des Bandes und den Durchgang von Datensätzen zum Zwecke der Bandrichtung und Steuerung.

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Während der Operation empfängt der Schaltkreis in der Magnetband-Speichereinheit Signale, welche auf dem Band 10 aufgezeichnet sind. Eine bestimmte Schaltung unterscheidet Aufzeichnungsgebiete (Datensatzgebiete) hoher Dichte und niedriger Dichte unabhängig von der Bandgeschwindigkeit. Ein resultierendes Signal kann dann dazu verwendet werden, den Durchgang einer Markierung anzuzeigen. Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform werden die Zwischendatensatz-Markierung (interrecord mark) 16, die BOT-Markierung 11 und die EOT-Markierυng 12 mit Darstellungen vorbestimmter Bitmuster aufgezeichnet, so daß eine andere Schaltung sie unterscheiden kann. Alle diese Markierungen können durch eine relativ einfache, logische Schaltung erfaßt und unterschieden wurden, wodurch verschiedene Steuersignale erzeugt werden, die bei der Positionierung des Bandes an einer geeigneten Aufzeichnungsstelle benutzt werden.

Die Figuren 1 und 7 zeigen die Hauptkomponenten einer Magnetband-Speichereinheit, die entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung aufgebaut ist. Demnach ist ein Magnetband 10 vorgesehen, eine Bandtransporteinheit 20, die Transporteinheiten 2OA und 2OB (Fig.7) aufweist, eine Transportsteuerung 30 mit einer Transportsteuerschaltung 31 und einer Datenübertragungsschaltung, die ihrerseits Lese-/Schreibschaltungen enthält, welche eine Verbindung zu einem Wandler 21 (Fig. l) herstellen. Im folgenden wird zuerst auf die in Fig. 1 gezeigte Transporteinheit 20 Bezug genommen, die Spulen oder Bandteller 22 und 23 aufweist, welche das Band 10 tragen. Die Spulen oder Bandteller 22 und 23 sind jeweils auf Antriebswellen 24 und 25 gelagert. Die Wellen 24, 25 können sich in jeder Richtung drehen, um das Band 10 an dem Wandler 21 vorbeizufuhren. Ein Bandantriebsmechanismus in Form von Motorantrieben 26 und 27

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für die Transporteinheiten 2OA bzw. 2OB (Fig. 7) ist in der Transporteinheit 20 zum Antrieb der Welln 24 und 25 abhängig von Befehlen der Transportsteuereinheit 30 vorgesehen. Da sich das Band 10 an dem Wandler 21 vorbeibewegt, übertragen,p'uffern und speichern die Lese-/Schreibschaltungen 32 Datensignale entsprechend den Befehlen von dem Datenprozessor 33.

Im folgenden wird auf Fig. 7 Bezug genommen. Die Schaltung 31 für den Antriebsmotorzustand und die Antriebsmotorsteuerung weist einen Servomechanismus zur Steuerung der Bandgeschwindigkeit auf. Dieser Servomechanismus enthält eine Tachometer- und Geschwindigkeitssteuerschaltung 34 und eine Servoverstärker- und Antriebswählschaltung 35, welche verschiedene Signale von der Steuerschaltung 36 und den Transporteinheiten 2OA und 20B empfangen, um dadurch die Motor-Treiberschaltungen 26 und 27 in entsprechender Weise zu erregen. Bei einer speziellen Ausführungsform spricht die Schaltung 31 auf Signale der Steuerschaltung 36 dadurch an, daß das Band 10 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung und mit einer Geschwindigkeit von entweder 30 ips (inch pro Sekunde)bzw. 76 cm pro Sekunde während eines Lese-/Schreibbetriebes oder mit 60 ips bzw. 152 cm pro Sekunde während eines Suchbetriebes bewegt wird.

Obgleich es nicht im einzelnen gezeigt ist, kann der Wandler 21™ eine oder mehrere Lese-/Schreibköpfe enthalten, die jeweils einer oder mehrerer zugehöriger Datenspuren auf dem Magnetbandmedium 10 zugeordnet sind. Die Lese-/Schreibschaltungen 32 in Fig. 7 enthalten einen Kopfwählabschnitt 50, durch welchen die Signale von oder zu einem ausgewählten Kopf hindurchgehen, der einer Spur auf dem Band zugeordnet ist. Normalerweise arbeiten die Schaltungen 32 im Lesebetrieb, so daß Signale, die vom Kopf ausgewählt werden, über einen Leseverstärker 51, einen Spitzendetektor und Decoder 52

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uhd eine Steuerschaltung 35 zu einer "Wirt"-Schaltung, beispielsweise einem Datenverarbeitungssystem, geführt werden, mit welchem die Magnetband-Speichereinheit nach Fig. 1 und 7 zusammenarbeitet.

Die Verfahren zur Speicherung von digitalen Informationssignalen auf dem magnetischen Medium können unterschiedlich sein. Ein Verfahren, das als ^llRatio^tl-Aufzeichnung bekannt ist, eignsrt sich besonders zur Verwendung Bei vorliegender Erfindung, jedoch können auch andere Verfahren Einsatz finden. Diese Ratio- oder Verhältnisa.ufzeichnung macht Gebrauch von verschiedenen Arbeitszyklen (Schaltverhältnissen), um zwischen "Eins" und "Null" zu differenzieren. Insbesondere gemäß Fig. 3A und 3B werden "Nullen" und "Einser" jeweils durch ein elektrisches Signal festgelegt, das einen positiven Arbeitszyklus bzw. ein positives Tastverhältnis von etwa 33 % hat, und durch ein elektrisches Signal mit etwa 67 % positivera Tastverhältnis. Die logische Leseschaltung zur Interpretierung der elektrischen Signale enthält den Spitzendetektor und Decoder 52 nach Fig. 7 und 5C. In einer Intergrator- und Polaritätsdetektoreinheit 60 integriert die Integratorschaltung ein DATA IN-Signal des Spitzendetektors 71 während jeder Bitzeit. Während das DATA IN-Signal einen positiven oder "Eins"-Wert hat, erzeugt der Integrator ein Signal positiver Neigung, während der Integrator ein Signal mit negativer Neigung abgibt, wenn das DATA IN-Signal auf Massepegel, d.h. "ΝυΙΓ'-Pegel liegt,und infolgedessen wird der Ausgang des Integrators am Ende jeder Bit-Zeit abhängig von den relativen Tastverhältnissen sein, so daß der Ausgang leicht als "Eins" oder "Null" dadurch decodiert werden kann, daß die Polarität des Ausgangssignals festgestellt wird. Das Verhältnis der Eingangssignale und Ausgangsignale des Integrators für verschiedene Lesekopfsignale des Wandlers 21 ist in den Figuren 4A und 4B

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für Signale dargestellt, die einem Bitstrom "111000" entsprechen.

Die Abtastzeit wird an der ins Positive gehenden Flanke der elektrischen Signale vom Spitzendetektor 71 bestimmt, wodurch.die Notwendigkeit für die Schaffung einer separaten Synchronisationsquelle zur Zeitbestimmung der Abtastintervalle beseitigt wird. Ein Daten-Abtastgenerator 61 erzeugt einen Daten-Abtastimpuls an der ins Positive gehenden Flanke jedes Signals des Spitzendetektors 71. Jeder Daten-Abtastimpuls läßt den Ausgang des Integrators Über eine vorangehende Bit-Zeit speichern und löscht den Integrator, so daß er die Integration während der folgenden Bit-Zeit beginnen kann. Die Spitzendetektorschaltung 71 nach Fig. 5C erzeugt Rechteckwellensignale, die im wesentlichen denjenigen Signalen entsprechen, die vorher auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wurden. Die Figuren 3A und 3B zeigen Signale entsprechend einem Bitstrom, d.h. einer Bitreihe aus mehreren "Nullen" und ^MEinsern" und stellen das Zeitintervall für Bits mit einer höheren Raumbitdichte entlang des Bandes dar, somit die relative Frequenz von Signalen, die erzeugt werden, wenn ein Datensatz den Wandler passiert. Ein Vergleich der Figuren 3A und 3B mit Figuren 3C und 3D veranschaulicht die relative Zeit gebung (Taktgebung), welche durch die speziell dargestellten Unterschiede der Raumbitdichte erzeugt wird. Es ist ersichtlich, daß, falls Fig. 3A beispielsweise die Absolutfrequenz während des Lese-/Schreibbetriebes darstellt, die Frequenz sich verzweifachen würde während des Suchbetriebes, falls 30 ips bis 60 ips Differenz angenommen wurden. Das Verhältnis zwischen den Markierungen und den Datensätzen bleibt jedoch das gleiche, unabhängig von der Bandgeschwindigkeit.

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Unter Berücksichtigung der vorstehenden Erläuterung des Datensatz-Formats und der Signalaufzeichnungstechniken wird als Beispiel eine logische Schaltung zur Verwendung in einem Bandantriebssystem gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 5A beschrieben. Die entsprechenden Taktdiagramme zeigen die Figuren 6A und 6C, welche die Signalpegel an verschiedenen Stufen der logischen Schaltung während des Durchganges von Daten niedriger Dichte und hoher Dichte veranschaulichen.

Während des Lesens von Daten niedriger Dichte im Lese-/Schreibbetrieb oder Suchbetrieb werden Signale vom V/andler 21 nach Fig. 1 an die Eingänge der Integrator- und Polaritätsdetektorschaltung und den Datenabtastgenerator 61 angelegt. Die Schaltung 60 führt die Integration aus, wie dies vorstehend erläutert wurde.

Eine Markierungssensorschaltung 53 (Fig. 5A und Fig. 7) empfängt Datenabtastimpulse von dem Datenabtastgenerator 61 und Bezugsfrequenzsignale von einem Referenzfrequenzgenerator 67, der seine Taktsignale von der Steuerschaltung 36 (Fig. 7) ableiten kann. Die Frequenz der Signale des Generators 67 ist abhängig von der Bandgeschwindigkeit. Nachfolgend wird auf die Figuren 5A, 6A, 6B Bezug genommen; der Datenabtastimpuls löscht Flip-Flops 65 und und steuert ein Flip-Flop 64. Die Flip-Flops 65 und 66 bilden einen Zähler mit dem Modul 2, welcher den Zustand des Flip-Flops steuert, das als Puffer arbeitet und das an der hinteren Flanke eines Datenabtastsignales angesteuert wird. Wenn ein Aufzeichnungsgebiet niedriger Dichte den Wandler passiert, wird zwischen den Datenabtastimpulsen eine Vielzahl von Bezugsfrequenzsignalen erzeugt. Dies läßt das Flip-Flop 66 in den Setzzustand gelangen und das Flip-Flop 64 setzen, wodurch der Durchgang einer Markierung angezeigt wird. Dieses Verhältnis ist in Fig. 6A gezeigt.

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Wenn Aufzeichnungs- bzw. Speichergebiete hoher Dichte den Wandler passieren, lassen die relativen Frequenzen der Datenabtast- und Bezugsfrequenzimpulse das Flip-Flop 64 nicht setzen.Dies ist in Fig. 6B gezeigt. Das Signal des Flip-Flops 64 zeigt, ob ein Gebiet niedriger oder hoher Dichte den Wandler passiert und bildet ein MARK-Signal. Die Anzeige erfolgt jedoch sowohl während des Lese-/Schreibbetriebes als auch während des Suchbetriebes, wenn die Impulse des Bezugsfrequenzgenerators 67 mit der Bandgeschwindigkeit geändert werden.

Die Steuerschaltung 36, welche einen programmierten Mikroprozessor 33 als Steuerelement enthält, arbeitet entsprechend dem Fluß des Flußdiagrammes nach Fig. 5B, um zwischen BOT-,EOT- und Zwischendatensatz-Markierungen zuverlässig zu unterscheiden. Jedesmal, wenn die Sensorschaltung 58 für Markierungen (Fig.5A) den Durchgang von Daten niedriger Dichte im Schritt 80 erfaßt, leitet der Datenprozessor der Steuerschaltung 36 einen Markierungszähler, einen Nichtmarkierungszähler und einen "Eins"-Zähler im Schritt 81 in den Betriebszustand. Nach einer Verzögerung bis zum nächsten Datenabtastimpuls, wie er durch den Schritt 82 dargestellt ist, wird das Signal des Flip-Flops 64 in Fig. 5A wieder geprüft. Das Flip-Flop 64 kann gelöscht sein, entweder, weil das Band ein Gebiet mit hoher Aufzeichnungsdichte in das Gebiet des Wandlers bewegt hat, oder, weil ein Rauschen als eingehendes Signal interpretiert wurde. Ein Test, welcher die Schritte 83 und 84 beinhaltet, tendiert dazu, das Rauschen bzw. Geräusch auszufiltern. Wenn das Flip-Flop 64 im Schritt 85 gelöscht wird, wird der Zähler für "Nichtmarkierungen" im Schritt 83 erhöht und im Schritt 84 geprüft. Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, daß fünf aufeinanderfolgende "Nicht raarkierungs-

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tests" auftreten, wenn ein Gebiet hoher Dichte vorliegt.

So lange Signale von einem Gebiet niedriger Dichte empfangen werden, zweigt der Schritt 85 zum Schritt 86 ab, woraufhin der Markierungszähler im Schritt 86 erhöht wird, wodurch die Zahl der Markierungsdatenbits aufgezeichnet wird, die empfangen wurden. Falls mit dem Schritt 87 festgestellt wird, daß das Signal für niedrige Dichte eine "Eins" darstellt, wird außerdem der Zähler für "Eins" im Schritt 90 erhöht. Der Schritt 91 steuert das Testen der Schritte 82 bis 90 und führt die Tests weiter, bis 12 Bits von Information in einem Markierungsfeld empfangen wurden. 12 Bits sind bei dieser Ausführungεform die Zahl, die empfangen werden muß, damit angenommen wird, daß eine Markierung gelesen wurde.

Das Testen bzw. überprüfen des Gebietes mit der Markierung wird auch ausgeführt, um die Wirkungen des Geräusches zu minimisieren. Wenn drei oder weniger "Einsef mit demSchritt 92 empfangen werden, wird ein BOT-Ge.biet erfcßt(Block 93). Wenn der Schritt 94 zwischen 4 und 8 "Einser"erfaßt, bewirkt der Schritt 94, daß die Steuerschaltung 36 die Markierung als Zwischendatensatz-Markierung (Block 95) erfaßt. Wenn 9 oder mehr "Eins"-Pegel erfaßt werden, wird die Markierung als EOT-Markierung (Block 96) interpretiert. Nach der Interpretation der Markierung beendet die Zentraleinheit das entsprechende Programm.

Während der Operation kann auch ein Zähler vorgesehen sein, um die Spur der Zahl von Datensätzen zu halten, welche den Wandler 21 entweder während des Such-Betriebes oder des Lese-/Schreib-Betriebes passieren. Der Ausgang eines derartigen Zählers in Verbindung mit einem üblichen Abwärtszähler oder einem Vergleicher

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liefert die notwendige Steuerinformation für den Prozessor in der Steuerschaltung 36, so daß der Bandantrieb das Band anhalten kann, die Bandgeschwindigkeit ändern kann oder die Bewegungsrichtung des Bandes umkehren kann. Mit der bekannten Positionsinformation kann dann der Prozessor einen gewünschten Datensatz abgrenzen.

Das spezielle Bandformat nach Fig. 2A und 2B, die unter Bezugnahme auf Fig. 4A und 4B beschriebenen Aufzeichnungstechniken und die Schaltung nach Fig. 5Ä und 5C sowie die Taktgebung in den übrigen Figuren beziehen sich auf eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Erfassung verschiedener Markierungssignale, die zur Steuerung der Bandgeschwindigkeit und Bandrichtung nützlich sind. Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf eine spezielle Ausführungsform der Erfindung, jedoch ist ersichtlich, daß die Erfindung auch bei Magnetband-Aufzeichnungssystemen Einsatz finden kann, welche verschiedenen Grunctaufbau-.verschiene Format-Schematas für das magnetische Bandmedium und unterschiedliche Signalaufzeichnungstechniken haben als das System, das vorstehend beschrieben wurde.

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Claims

Patentansprüche

1.) Magnetisches Bandaufzeichnungsmedium, insbesondere zur Verwendung bei einer Magnetband-Speichereinheit mit einer Band-Transporteinrichtung zur Bewegung des Aufzeichnungsmediums selektiv mit einer ersten Geschwindigkeit oder mit einer zweiten, geringeren Geschwindigkeit, mit einer Steuereinrichtung, welche mit der Band-Transporteinrichtung zur Steuerung derjenigen Geschwindigkeit, mit welcher sich das Aufzeichnungsmedium bewegt, verbunden ist, und mit einer Wandlereinrichtung,· die mit der Steuereinrichtung zur übertragung von Darstellungen von Digitalsignalen zu und von dem Aufzeichnungsmedium verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufzeichnungsmedium eine Vielzahl von voraufgezeichneten,adressierbaren Datensatz-Segmenten, welche Bitdarstellungen von den Digitalsignalen mit einer ersten Raumbitdichte speichern, und voraufgezeichnete Zwischen-Datensatz-Markierungssegmente aufweist, die zwischen benachbarten Datensegmenten liegen, daß jedes llarkierungssegment

eine Darstellung eines ersten vorbestimmten Musters von digitalen Bits mit einer zweiten Raumbitdichte speichert, die kleiner als die erste Raumbitdichte ist.

2. Bandaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein voraufgezeichnetes Segment fUr den Bandbeginn und ein voraufgezeichnetes Segment für das Bandende an einem ersten und zweiten Ende des Aufzeichnungsmediums vorgesehen sind, daß die Segmente für den Bandbeginn und das Bandende jeweils eine Darstellung für ein zweites und drittes vorbestimmtes Muster aus digitalen Bits speichern, die mit der zweiten Raumbitdichte aufgezeichnet sind.

3. Bandaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Datensatz-Segment im voraus aufgezeichnete Darstellungen für Synchronisationsdaten zur Synchronisation der Datenübertragung zwischen dem Aufzeichnungsmedium aufweist, sowie vorher aufgezeichnete Darstellungen von segmentidentifizierenden Daten zur Identifizierung der adressierbaren Datensatz-Segmente enthält, daß jedes Datensatz-Segment ferner vorher aufgezeichnete Daten zur Identifizierung des komplementären Segmentes enthält, welches das Komplement dieser segmentidentifizierenden Daten darstellt, um die segmentidentifizierenden Daten zu kontrollieren, und daß jedes Datensatz-Segment voher aufgezeichnete Darstellungen von Daten aufweist, die durch die Wandlereinrichtung zur Speicherung der Daten veränderbar sind.

4. Positionieranordnung für eine Magnetband-Speichereinheit, welche digitale Daten zur Verwendung in einem Datenverarbeitungssystem speichert, dadurch gekennzeichnet, daß ein

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magnetisches Aufzeichnungsmedium vorgesehen ist, welches eine Vielzahl von vorher aufgezeichneten adressierbaren Datensatz-Segmenten aufweist, welche Bit-Darstellungen für die Digitalsignale mit einer ersten Raumbitdichte speichern/ daß das Aufzeichnungsmedium ferner vorher aufgezeichnete Zwischendatensatz-Markierungssegmente aufweist/ die zwischen benachbarten Datensatz-Segmenten angeordnet sind, daß jedes Markierungssegment eine Darstellung eines ersten vorbestimmten Musters aus Digital-Bits mit einer zweiten Raumbitdichte speichert, die kleiner als die erste Raumbitdichte ist,

daß eine Wandlereinrichtung zur Datenübertragung gegenüber dem Aufzeichnungsmedium vorgesehen ist, daß eine Antriebseinheit zur Bewegung des Aufzeichnungsmediums relativ zur Wandlereinrichtung mit einer ersten Geschwindigkeit wahrend Datensatz-Suchoperationen und mit einer zweiten, niedrigeren Geschwindigkeit während Datenübertragungsoperationen angeordnet ist,

daß eine Steuereinrichtung mit der Wandlereinrichtung und der Antriebseinrichtung zur relativen Positionierung der Wandlereinrichtung gegenüber ausgewählten Datensatz-Segmenten angeordnet ist, um die übertragung digitaler Daten mit dem Datenverarbeitungssystem zu ermöglichen,

daß die Steuereinrichtung eine Datenabtaeteinrichtung zur Erzeugung von Datenabtastimpulsen, abhängig von der Information in dem Aufzeichnungsmedium aufweist, daß die Steuereinrichtung einen Bezugsfrequenzgenerator, eine Zählereinrichtung und eine Markierungssignaleinrichtung enthält, daß der Bezugsfrequenzgenerator zur Erzeugung von Bezugsimpulsen mit einer vorbestimmten Bezugsfrequenz vorgesehen ist, wobei die

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Bezugsfrequenz von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher das Aufzeichnungsmedium an der Wandlereinrichtung passiert, daß die Zählereinrichtung mit dem Bezugsfrequenzgenerator und der Datenabtasteinrichtung zum Zählen der Bezugsfrequenzimpulse verbunden ist, daß die Zählereinrichtung beim Auftreten jedes Datenabtastsignales zurückgestellt wird, daß die Markierungssignaleinrichtung ein Markierungssignal abgibt, wenn die Zählereinrichtung einen vorbestimmten Zählerwert zwischen aufeinanderfolgenden Datenabtastimpulsen erreicht, während ein Gebiet mit niedriger Dichte an der Wandlereinrichtung passiert, wodurch Markierungssegmente und Datensatz-Segmente unterschieden werden.

5. Positionieranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählereinrichtung ein Zähler mit dem Modul 2 ist, daß das Bezugsfrequenzsignal eine solche Frequenz hat, daß der Zähler einen vorbestimmten Zählerwert von 2 erreicht, wenn die Wandlereinrichtung über die Markierungssegmente positioniert ist, während der Zähler nicht den Zählerwert von 2 erreicht, wenn die Wandlereinrichtung über den Datensatz-Segmenten positioniert ist.

6. Positionieranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium adressierbare Datensatz-Segmente enthält, daß jedes Datensatz-Segment im vorneherein aufgezeichnete Darstellungen für Synchronisationsdaten zur Synchronisierung der Datenübertragung zwischen dem Aufzeichnungsmedium und der Wandlereinrichtung, im vorneherein aufgezeichnete Darstellungen von Segment-Identifizierungsdaten zur Identifizierung der adressierbaren Datensatz-Segmente,

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im Yorneherein aufgezeichnete Identifizierungsdaten für komplementäre Segmente, wobei die Daten das Komplement derjenigen Segment-Identifizierungsdaten darstellen, um die Segment-Identifizierungsdaten zu kontrollieren, sowie im vorneherein aufgezeichnete Darstellungen von Daten aufweist, die durch die Wandlereinrichtung zur Datenspeicherung veränderbar sind.

7. Positionieranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Speichermedium ein im vorneherein aufgezeichnetes Segment für den Bandbeginn und ein im vorneherein aufgezeichnetes Segment für das Bandende an einem ersten bzw. zweiten Ende des Aufzeichnungsmediums aufweist, daß die Segmente für den Bandbeginn und das Bandende jeweils eine Darstellung eines zweiten und dritten vorbestimmten Musters aus digitalen Bits speichern, die mit der zweiten Raumbitdichte aufgezeichnet sind.

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