DE4015755A1 - Einrichtung zum korrigieren von daten, die mit mindestens einem fehlerkorrekturkode mehrfach kodiert sind - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Korrigieren von Daten, die mit Fehlerkorrekturkodes kodiert wurden und dann auf einem Magnetband mit einem rotierenden Kopf aufgezeich­ net wurden.

Sogenannte Datenrecorder, die digitale Daten auf Magnetbän­ der aufzeichnen, werden als externe Rechnerspeicher verwen­ det. Ein Datenrecorder tastet ein Magnetband mit einem an einer rotierenden Kopftrommel befestigten Magnetkopf ab, um Daten auf das Band aufzuzeichnen oder Daten wieder vom Band zu lesen. Richtiges Wiedergeben von Daten durch den Magnet­ kopf kann jedoch dann verhindert sein, wenn das Band fehler­ haft ist oder der Kopf verschmutzt ist. Man spricht hier vom sogenannten "drop-out". Wiedergegebene Signale können auf­ grund von Fehlerrauschen so umgewandelt werden, daß sie un­ terschiedliche Werte zeigen. Beim Wiedergeben von Daten be­ steht demgemäß dauernd die Gefahr, daß die Daten falsch sind.

Um das Wiedergeben fehlerhafter Daten so gut wie möglich zu vermeiden, werden Verfahren eingesetzt, bei denen mit einem Fehlerkorrekturkode korrigierte Daten aufgezeichnet werden. Bei derartigem Kodieren werden Paritätsdigits an die Daten angehängt. Ein Datenrecorder führt die Fehlerermittlung und Korrektur gemäß dem Fehlerkorrekturkode mit Hilfe der Pari­ tätsdigits aus.

Die durch Fehlerkorrekturkodes korrigierbare Anzahl von Feh­ lern ist durch die Zahl benutzter Paritätsdigits begrenzt. Es können daher nicht immer alle Fehler korrigiert werden. Derartige unvollständige Fehlerkorrektur zerfällt in zwei Arten. Die erste Art ist die, daß zwar das Vorhandensein von Fehlern festgestellt werden kann, die Daten aber nicht kor­ rigiert werden können. Die zweite Art ist die, daß fehler­ hafte Daten versehentlich als richtige Daten ausgegeben wer­ den.

Der erste Problemfall kann wie folgt gelöst werden. Wenn Fehler festgestellt wurden, die aber nicht korrigierbar sind, führt die Fehlerkorrektureinrichtung erneut eine Wie­ dergabe durch. Das heißt, das Band wird um ein gewisses Stück zurückgewickelt, um die Daten erneut lesen zu können, die dann wieder dekodiert werden. Diese Funktion wird als erneuter Leseversuch bezeichnet. Mit dieser Maßnahme ist es manchmal möglich, Daten richtig lesen zu können, wenn näm­ lich z.B. eine Verschmutzung des Kopfes oder des Bandes in­ zwischen weggefallen ist. Um den Ablauf des Verfahrens nicht unnötig zu hindern, wird für die wiederholten Versuche eine obere Grenzzahl gesetzt. Sobald diese überschritten ist, wird festgestellt, daß für einen Teil der Daten eine Wieder­ gabe nicht möglich ist. Demgemäß wird zumindest das Ausgeben falscher Daten verhindert.

Der zweite Problemfall unvollständiger Fehlerkorrektur un­ tergliedert sich in zwei Unterfälle. Es handelt sich dabei um Fehlkorrektur bzw. um Fehldetektierung. Zur Fehlkorrektur kommt es z.B., wenn viele Fehler vorliegen, diese falsch lokalisiert werden und infolgedessen richtige Daten korri­ giert werden. Bei der Fehldetektierung wird ein Datenwert mit einigen Fehlern auf einen anderen, zulässigen Wert ge­ ändert, was bei der Paritätsprüfung zur fehlerhaften Fest­ stellung führt, die Daten seien korrekt. Fehlerkorrektur mit einem Fehlerkorrekturkode führt also mit einer gewissen Rate zu Fehlkorrektur und Fehldetektierung.

Die Wahrscheinlichkeit für Fehlkorrektur und Fehldetektie­ rung ist sehr gering, hängt jedoch von der Struktur des je­ weiligen Fehlerkorrekturkodes ab. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein isolierter Fehler nicht korrigiert werden kann, ist kleiner als ein Fehler in Jahrzehnten oder gar Jahrhunder­ ten. Zu Fehlkorrektur und Fehldetektierung wird es daher außer bei Datenrecordern, wie z.B. Musikrecordern, kaum kommen.

Wenn jedoch Daten wiederzugeben sind, die auf einem Magnet­ band aufgezeichnet wurden, kann es durch drop-out oder der­ gleichen leicht zu einem Erhöhen der Fehlerzahl kommen. Da­ mit wächst die Wahrscheinlichkeit für Fehlkorrektur und Fehldetektierung erheblich. Werden Fehlkorrektur oder Fehl­ detektierung beim Wiedergewinnen von Daten mit Datenrecor­ dern übersehen, werden die Daten als richtige Werte ausgege­ ben. Datenrecorder zeichnen Daten mit niedriger Redundanz, anders als z.B. bei Musik, auf. Wenn fehlerhafte Daten aus­ gegeben werden, kann dies zu erheblich fehlerhaftem Arbeiten bei der weiteren Datenverarbeitung, z.B. in einem ange­ schlossenen Rechner, führen. Dementsprechend muß die Wahr­ scheinlichkeit für Fehldetektierung und Fehlkorrektur bei Datenrecordern so klein wie möglich gemacht werden.

Ein Verfahren zum Lösen des eben genannten Problems besteht darin, einen Fehlkorrekturkode sehr hoher Fehlerkorrektur­ fähigkeit zum Kodieren und Dekodieren von Daten zu verwen­ den. Dies erniedrigt die Wahrscheinlichkeit von Fehlkorrek­ tur und Fehldetektierung erheblich.

Diese Vorgehensweise bringt jedoch die folgenden Nachteile mit sich. Um die Fehlerkorrekturfähigkeit zu erhöhen, ist es erforderlich, die Redundanz von Daten durch Erhöhen der Zahl von Paritätsdigits zu vergrößern, die im Fehlerkorrek­ turkode verwendet werden. Es gilt jedoch der Grundsatz, daß die Hardware zum Kodieren und Dekodieren von Daten schnell zunehmend kompliziert wird, wenn die Anzahl von Paritäts­ digits erhöht wird. Mit dieser Vorgehensweise ist es daher nicht möglich, hochzuverlässige Daten relativ preisgünstig zu erhalten.

Ein anderes Verfahren besteht darin, mehrfaches Kodieren und Dekodieren mit mehreren von einander unabhängigen Fehlerkor­ rekturkodes auszuführen, von denen jeder nicht ausreichend Fehlerkorrekturfähigkeit aufweist. Bei dieser Vorgehensweise werden die aufzuzeichnenden Daten z.B. in mehrere Einheiten unterteilt. Jede Einheit enthält mehrere Worte mit jeweils mehreren Bits. Die Worte werden z.B. zweidimensional in Reihen und Spalten angeordnet. Die Worte in jeder Einheit werden in den beiden Richtungen der Zeilen und Spalten dop­ pelt kodiert und dann wieder dekodiert. Ein vielfach verwen­ detes derartiges Verfahren ist z.B. der "Doubly Encoded Read Solomon Code".

Ein Verarbeiten mit derart mehrfach kodierten Fehlerkorrek­ turkodes kann die folgenden Vorteile mit sich bringen:

• 1) Jeder Fehlerkorrekturkode benutzt eine verhältnismäßig kleine Anzahl von Paritätsdigits. Sehr aufwendige Hard­ ware für die Fehlerkorrektur ist daher nicht erforder­ lich.
• 2) Die Fehlerkorrekturfähigkeit wird durch das Nutzen ver­ schiedener, voneinander unabhängiger, mehrerer Fehler­ korrekturkodes ausreichend erhöht, selbst wenn jeder einzelne Kode nur geringe Fehlerkorrekturfähigkeit auf­ weist.

Eine bekannte Fehlerkorrektureinrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, weist einen Demodulator 12 auf, zum Demodu­ lieren von mit Fehlerkorrekturkodes mehrfach kodierten Da­ ten, die nach einem Modulieren in Spuren T 1 und T 2 eines Magnetbandes 10 aufgezeichnet wurden. Ein Pufferspeicher 14 speichert die Ausgangssignale vom Demodulator 12. Eine Feh­ lerkorrekturschaltung 62 führt ein mehrfaches Dekodieren mit Fehlerkorrekturkodes an den im Pufferspeicher 14 gespeicher­ ten Daten aus und gibt nach dem mehrfachen Dekodieren eine Fehlerflagge 64 aus, die anzeigt, ob Korrektur möglich war oder nicht. Eine Steuerung 20 a entscheidet abhängig vom Wert der Flagge, ob ein erneuter Versuch ausgeführt werden muß. Falls erforderlich, steuert sie entsprechend den Demodulator 12, den Pufferspeicher 14 und die Fehlerkorrekturschaltung 62 so, daß der Ablauf wiederholt wird. Ist ein erneuter Ver­ such erforderlich, wird zum nächsten Verarbeitungsschritt übergegangen.

Die auf dem Magnetband aufgezeichneten Daten sind in mehrere Rahmen aufgeteilt, die jeweils zwei Spuren T 1 und T 2 enthal­ ten. Der Demodulator 12 liest Daten von einem Rahmen und gibt die ausgelesenen Daten an den Pufferspeicher 14.

Die Steuerung 20 a weist einen Wiederholversuchzähler 58 und einen Speicher 60 zum Speichern einer oberen Begrenzungszahl für Wiederholversuche auf. Eine Wiederholversuch-Bestim­ mungsschaltung 66 dient dazu, zu ermitteln, ob, abhängig vom Wert der Fehlerflagge 64 und vom Zählwert des Zählers 58 im Vergleich zum gespeicherten oberen Zählwert, ein Wiederhol­ versuch ausgeführt werden soll.

Die Fehlerkorrektureinrichtung verfügt außerdem über ein Interface, das an den Ausgang des Pufferspeichers 14 ange­ schlossen ist, um den Inhalt des Pufferspeichers 14 z.B. an einen Hostcomputer auszugeben.

Die Steuerung 20 a weist z.B. einen Mikroprozessor auf. Fig. 2 ist ein schematisches Flußdiagramm für ein Programm, das in der Steuerung 20 a abgearbeitet wird, um Wiederholver­ suche zu steuern.

Die bekannte Fehlerkorrektureinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 arbeitet wie folgt. Das Band 10 wird über einen Capstan­ motor, eine Capstanwelle, eine Andrückwalze und weitere, nicht dargestellte Teile in vorgegebener Richtung angetrie­ ben und durch eine Bandführung geführt.

Der Demodulator 12 liest auf den Spuren T 1 und T 2 aufge­ zeichnete Daten mit Hilfe eines nicht dargestellten Rotieren des Kopfes, führt Signalanpassungen und die Demodulation aus und gibt die verarbeiteten Daten an den Pufferspeicher 14. Dieser speichert jeweils Daten für einen Rahmen (Schritt S 101).

Die Fehlerkorrekturanordnung 62 setzt zunächst den Wert A des Wiederholversuchszählers 58 auf Null (Schritt S 102). Mit Hilfe der Fehlerkorrekturkodes dekodiert sie die im Puffer­ speicher 14 gespeicherten Daten von Anfang an und korrigiert eventuell aufgefundene Fehler (Schritt S 103). Wenn Fehler­ korrektur für den untersten Level abgeschlossen ist, wird Fehlerkorrektur für den nächsten Level ausgeführt. Wenn im untersten Level ein nicht korrigierbarer Fehler festgestellt wurde, kann dieser Fehler bei Korrektur in einem höheren Level verschwinden. Wenn die Fehlerkorrektur bis zum höch­ sten Level abgeschlossen ist, ermittelt die Fehlerkorrektur­ anordnung 62, ob ein nicht korrigierbarer Fehler vorliegt (Schritt S 104) .

Liegt ein nicht korrigierbarer Fehler vor, wird die Fehler­ flagge 64 auf logisch hohen Wert gesetzt. Andernfalls wird sie auf logisch niedrigen Wert gesetzt.

Die Anordnung 66 zum Bestimmen von Wiederholversuchen arbei­ tet wie folgt. Wenn die Fehlerflagge 64 logisch tief ist, setzt die Anordnung den Wiederholversuchszähler 58 zurück und steuert den Pufferspeicher 14 und das Interface 16 so an, daß die im Pufferspeicher 14 gespeicherten Daten über das Interface 16 an einen Hostcomputer übertragen werden (Schritt S 106). Sie steuert außerdem den Demodulator 12 und den Pufferspeicher 14 so an, daß Daten für folgende zwei Spuren T 1 und T 2 auf dem Band 10 ausgelesen werden und er­ neutes fehlerkorrigierendes Abarbeiten beginnt.

Wenn die Fehlerflagge 64 logisch hoch ist, vergleicht die Anordnung 66 zur Wiederholversuchbestimmung den Inhalt A des Wiederholversuchszählers 58 mit einer im Speicher 60 gesetz­ ten Maximalzahl L (Schritt 107). Wenn der Zählwert A kleiner ist als die Maximalzahl L, wird Eins zum Zählwert A addiert (Schritt S 109). Die Anordnung 66 steuert den Demodulator 12 und den Pufferspeicher 14 so an, daß die gerade gelesenen Daten erneut gelesen werden (Schritt S 110). Weiterhin steuert sie die Fehlerkorrekturschaltung 62 so an, daß diese erneut die Fehlerkorrekturabarbeitung vom tiefsten bis zum höchsten Level ausführt (Schritt S 103).

Wenn der Zählwert A nicht mehr kleiner ist als die Maximal­ zahl L für Wiederholversuche, gibt die Anordnung 66 zur Wiederholversuchbestimmung eine Meldung "DATENFEHLER" aus und beendet die Abarbeitung für die gelesenen Daten (Schritt S 108). Das Korrigieren fehlerhafter Daten wird also nur bis zu einer maximalen Anzahl wiederholter Durchläufe versucht. Demgemäß werden fehlerhafte Daten nie ausgegeben.

Auf diese Art und Weise ist es möglich, Daten, die mit Feh­ lerkorrekturkodes mehrfach korrigiert sind, mit relativ ein­ facher Hardware und großer Fehlerkorrekturfähigkeit auszu­ lesen.

Diese bekannte Einrichtung weist jedoch die folgenden Nach­ teile auf. Die Wahrscheinlichkeit für Fehlkorrektur und Fehldetektierung ist zwar gering, weist aber immer noch einen gewissen Wert auf, was im folgenden veranschaulicht wird.

Wenn z.B. Fehlkorrektur oder Fehldetektierung auf einen gewissen Level vorfällt, wird dies in einem höheren Level überprüft. Jedoch ist auch bei einem höheren Level die Wahr­ scheinlichkeit für z.B. Fehlkorrektur oder Fehldetektierung nicht Null, wenn auch ziemlich niedrig. Wenn ein Fehler in einem höheren Fehlerkorrekturlevel erfolgt, besteht kaum noch oder keine Möglichkeit mehr, dies festzustellen. Wenn sehr oft versucht wird, fehlerhafte Daten richtig wiederzu­ gewinnen, wird die Wahrscheinlichkeit ziemlich groß, daß ein Ablauf schließlich ohne Fehlerfeststellung endet, da z.B. Fehlkorrektur oder Fehldetektierung erst auf hohem Pegel er­ folgt.

Es bestand demgemäß unverändert das Problem, eine Einrich­ tung zum Wiedergewinnen, Dekodieren und Fehlerkorrigieren von mehrfach fehlerkodierten Daten anzugeben, die einfach aufgebaut ist, aber dennoch sehr zuverlässige Fehlererken­ nung und -behebung zuläßt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist Ge­ genstand von Anspruch 2.

Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet so, daß sie nicht alle Wiederholversuche über alle Fehlerkorrekturlevel hinweg versucht, sondern daß sie zunächst nur Wiederholversuche bis zu einem höheren Level, der nicht dem höchsten Level ent­ spricht, ausführt. Erst wenn bei diesen Versuchen kein Feh­ ler mehr festgestellt wird oder die maximal zulässige Anzahl von Versuchen überschritten ist, wird Fehlerkorrektur bis zum höchsten Level ausgeführt, und zwar bis zu einer zuläs­ sigen Gesamtzahl von Versuchen. Die so arbeitende Einrich­ tung hat den Vorteil, daß sehr viele Versuche ausgeführt werden können, ohne daß dadurch die Wahrscheinlichkeit von Fehlkorrekturen oder Fehldetektionen erhöht wird. Dies, weil das Ergebnis der vielen Korrigierversuche bis zum höheren Level durch die anschließenden Versuche bis zum höchsten Level überprüft werden, die mit geringerer Anzahl eingesetzt werden können, als dies bisher bei der Gesamtzahl von Versu­ chen möglich war, die erforderlich waren, um eine gewünschte Fehlerkorrekturfähigkeit zu erzielen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bekannten Fehlerkorrektur­ einrichtung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm für ein Programm, wie es von der bekannten Fehlerkorrektureinrichtung abgearbeitet wird;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Fehlerkorrektureinrich­ tung, die zunächst Wiederholversuche nur bis zu einem höhe­ ren Pegel zuläßt und dann erst bis zu einem höchsten Pegel;

Fig. 4 eine Darstellung der Anordnung von Spuren auf einem Magnetband;

Fig. 5 eine Darstellung des Inhalts eines Speichers mit wiederzugewinnenden Daten und Paritätsdaten;

Fig. 6 ein Blockdiagramm des Bandantriebsteils und des Dateneingangsteils der Einrichtung gemäß dem Blockdiagramm von Fig. 3; und

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Programms, wie es in der Einrichtung gemäß Fig. 3 abgearbeitet werden kann.

Mit der Einrichtung gemäß Fig. 3 werden wiederum Daten in Rahmen von Spuren T 1 und T 2 gelesen, wie sie auf einem Band aufgezeichnet sind. Die Daten wurden vor dem Aufzeichnen mit Fehlerkorrekturkodes mehrfach kodiert.

Die Einrichtung gemäß Fig. 3 weist einen Demodulator 12 auf, der Daten bearbeitet und demoduliert, wie sie von einem nicht dargestellten Magnetkopf vom Band 10 gelesen werden. Ein Pufferspeicher 14 speichert die demodulierten Daten. Ein Fehlerkorrekturteil 18 erhält die Daten vom Pufferspeicher 14, um diese Daten auf Grundlage der an sie angehängten Pa­ ritätsdigits mit Hilfe mehrerer Systeme, z.B. drei unter­ schiedlichen Fehlerkorrektursystemen, zu korrigieren. Am Ende von Fehlerkorrekturabläufen, z.B. des zweiten (C 2) und des dritten (C 3) Systems wird überprüft, ob Fehlerkorrektur möglich war. Entsprechend vom Ergebnis werden die Werte einer ersten bzw. einer zweiten Flagge 19 a bzw. 19 b gesetzt. Eine Steuerung 20 bestimmt abhängig von den Werten der Flaggen 19 a und 19 b, ob Fehlerkorrektur für die gegenwärti­ gen Daten nochmals versucht werden soll, oder ob die Daten an die bisherigen Daten angehängt werden sollen. Die Steue­ rung steuert den Demodulator 12, den Pufferspeicher 14 und den Fehlerkorrekturteil 18 abhängig vom Untersuchungsergeb­ nis. Außerdem wird ein Interface 16 angesteuert, das die im Pufferspeicher 14 gespeicherten Daten an einen Hostcomputer ausgibt, falls der Fehlerkorrekturablauf an den Daten im Pufferspeicher 14 erfolgreich abgeschlossen wurde.

Der Fehlerkorrekturteil 18 weist eine erste Fehlerkorrektur­ anordnung 18 a auf, die mit dem Pufferspeicher 14 und der Steuerung 20 in Verbindung steht, um Fehlerkorrektur nach einem vierten System auszuführen und eine erste Fehlerflagge 19 a auf hohen Pegel zu setzen, wenn sich bei der Fehlerkor­ rektur mit dem dritten System, d.h. im höchsten Level, ein nicht korrigierbarer Fehler herausstellte. Ein zweite Feh­ lerkorrekturanordnung 18 b ist mit dem Demodulator 12, dem Speicher 14 und der Steuerung 20 verbunden, um Fehlerkorrek­ tur nach einem ersten und einem zweiten System an den Daten im Pufferspeicher 14 auszuführen und eine zweite Fehlerflag­ ge 19 b auf hohen Wert zu setzen, falls nicht korrigierbare Fehler beim Abarbeiten mit dem zweiten System gefunden wur­ den.

Die Steuerung 20 weist eine Zweitsystem-Wiederholversuchs­ steuerung 48 auf, die auf die zweite Fehlerflagge 19 b an­ spricht, um zu entscheiden, ob die Bearbeitung durch den Demodulator 12, den Pufferspeicher 14 und die zweite Fehler­ korrekturanordnung 18 b wiederholt werden sollte. Eine Wie­ derholversuchssteuerung 46 spricht auf die erste Fehler­ flagge 19 a und das Ausgangssignal von der Zweitsystem-Wie­ derholversuchssteuerung 48 an, um zu bestimmen, ob der Feh­ lerkorrekturablauf durch den Demodulator 12, den Pufferspei­ cher 14 und den Fehlerkorrekturteil 18 wiederholt werden sollte, und, falls ein Wiederholen angezeigt ist, bis zu welchem Level wiederholt werden sollte.

Die Zweitsystem-Wiederholversuchssteuerung 48 weist einen Wiederholversuchszähler 58 auf, der die Wiederholversuche bis zum zweiten System zählt. Ein Speicher 60 speichert eine obere Grenzzahl für das zweite System. Eine C 2-Bestimmungs­ anordnung 56 dient dazu, auf Grundlage des Wertes der zwei­ ten Fehlerflagge 19 b und des Zählwerts des Wiederholver­ suchszählers 58 im Vergleich zum oberen Zählwert, wie er im Speicher 60 abgespeichert ist, zu bestimmen, ob Fehlerkor­ rektur bis zum C 2-System wiederholt werden sollte.

Die Wiederholversuchssteuerung 46 weist einen Wiederholver­ suchszähler 52 zum Zählen der Gesamtwiederholversuchszahl und einen Speicher 54 auf, zum Speichern eines oberen Zähl­ werts für die Gesamtzahl von Wiederholversuchen bis zum C 2- System und bis zum C 3-System. Eine Anordnung 50 zum Bestim­ men von Wiederholversuchen bestimmt auf Grundlage der C 2- Bestimmungsschaltung 56, des Wertes der ersten Fehlerflagge 19 a und des Zählwerts des Wiederholversuchszählers 52 im Vergleich zum oberen Zählwert, wie er im Speicher 54 abge­ legt ist, ob ein Korrekturversuch wiederholt werden soll. Ist dies der Fall, bestimmt die Anordnung außerdem, bis zu welchem Pegel die Fehlerkorrekturabarbeitung erfolgen soll.

Gemäß Fig. 6 weisen ein Antriebsmechanismus und der Demodu­ lator 12 folgende Baugruppen auf. Eine Andrückwalze 32 drückt das Band 10 an eine Capstanwelle 30, die von einem Capstanmotor 30 angetrieben wird. Eine Bandführung 24 führt das Band in vorgegebener Weise. Eine rotierende Kopftrommel 26 mit Magnetköpfen miteinander gegenüberliegenden Magnet­ köpfen 28 a und 28 b zum Abtasten des Bandes 10 wird von einem Motor 36 angetrieben. Ein Kopfschalter 38 dient dazu, die Ausgangssignale der Köpfe 28 a und 28 b abwechselnd an einen Vorverstärker 40 zu geben, dessen Ausgangssignal über eine Ausgleichsschaltung 42 zum Kompensieren von Signalverzerrun­ gen an eine Signalverarbeitungsschaltung 44 gegeben wird, die zum Demodulieren der gelesenen Signale und zum Ausgeben digitaler Signale dient. Eine Bandlaufsteuerung 45 dient z.B. zum Steuern des Capstanmotors 34 und des Kopftrommel­ motors 36 abhängig von Befehlen von der Steuerung 20.

Die Fehlerkorrektureinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 6 arbeitet wie folgt. Das Band 10 wird, ange­ trieben von der Capstanwelle 30, in der mit Pfeil angedeu­ teten Richtung in den Fig. 3 und 6 bewegt. Der Demodulator 12 verarbeitet die von den Magnetköpfen 28 a und 28 b gelese­ nen Signale, wie sie in Spuren T 1 und T 2 auf dem Band 10 aufgezeichnet sind. Die Daten aus zwei derartigen aufeinan­ derfolgenden Spuren werden im folgenden als Daten eines Rah­ mens bezeichnet (siehe auch Fig. 4).

Der Pufferspeicher 14 speichert die Daten eines Rahmens. Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß mehrere Worte in einer Datenein­ heit so gespeichert werden, daß sie in einer zweidimensiona­ len Matrix angeordnet sind. Unter den so gespeicherten Daten sind die Originaldaten so angeordnet, daß sie eine Matrix von a Zeilen mit b Spalten für jede Worteinheit bilden. Paritätsdaten des ersten Fehlerkorrektursystems (C 1-Parität) sind in mehreren Zeilen unter der a-ten Zeile gespeichert. Paritätsdaten des zweiten Systems (C 2-Parität) sind in Spal­ ten gespeichert, die auf die b-te Spalte folgen. Paritäts­ daten des dritten Systems (C 3-Parität) sind in Teilen ge­ speichert, die auf die C 1-Parität und die C 2-Parität folgen.

Die Steuerung 20 weist zunächst die zweite Fehlerkorrektur­ anordnung 18 b dazu an, Fehlerkorrekturabläufe nach dem C 1- und dem C 2-System zu vollziehen. Dabei wird zunächst Fehler­ korrektur in Spaltenrichtung der Daten im Pufferspeicher 14 ausgeführt. Anschließend wird Fehlerkorrektur in Zeilenrich­ tung ausgeführt. Wenn der Fehlerkorrekturablauf im C 2-System endet, überprüft die zweite Fehlerkorrekturschaltung 18 b, ob nicht korrigierbare Fehler auftraten. Ist dies der Fall, setzt die Anordnung die Fehlerflagge 19 b auf logisch hoch, andernfalls auf logisch tief.

Steht die Fehlerflagge 19 b logisch tief, trifft die C 2- Bestimmungsanordnung 56 die Entscheidung, daß ein Wiederho­ len der Abläufe bis zum C 2-System nicht erforderlich ist und zeigt dies der Wiederholversuchsbestimmungsanordnung 50 an. Ist dagegen der Wert der Fehlerflagge 19 b hoch, vergleicht die C 2-Bestimmungsanordnung 56 den Zählwert im Wiederholver­ suchszähler 58 mit der Maximalzahl, welche im Speicher 60 als Anzahl maximaler Versuche bis zum C 2-System gespeichert ist. Solange der Zählwert kleiner ist als die obere Zahl, entscheidet die C 2-Bestimmungsanordnung 56, daß Fehlerkor­ rektur bis zum C 2-System wiederholt werden sollte. Dement­ sprechend wird ein Signal an die Wiederholversuchsbestim­ mungsanordnung 50 ausgegeben und der Zählwert des Wiederhol­ versuchszählers 58 wird um Eins erhöht.

Wenn der Zählwert im Wiederholversuchszähler 58 mindestens der oberen Grenzzahl für Versuche im zweiten System ent­ spricht, entscheidet die C 2-Bestimmungsanordnung 56, daß Versuche im zweiten System nicht mehr ausgeführt werden sol­ len. Ein entsprechendes Signal wird an die Wiederholver­ suchbestimmungsanordnung 50 ausgegeben.

Gibt die C 2-Bestimmungsanordnung 56 ein Signal an die Wie­ derholversuchbestimmungsanordnung 50, das anzeigt, daß Feh­ lerkorrekturbearbeitung bis zum zweiten System wiederholt werden sollte, erhöht die Wiederholversuchbestimmungsanord­ nung 50 den Zählwert des Wiederholversuchszählers 52 um Eins und weist die Bandlaufsteuerung 45 an, das Lesen von Daten zu wiederholen.

Daraufhin wird das Band 10 mit Hilfe des Capstanmotors 34 um ein vorgegebenes Stück zurückgewickelt. Dann lesen die Köpfe 28 a und 28 b erneut dieselben Spuren T 1 und T 2, die sie gerade zuvor abgetastet haben. Die wiederum ausgelesenen Daten werden erneut im Pufferspeicher 14 gespeichert, nach­ dem sie dorthin über den Kopfschalter 38, den Vorverstärker 40, die Ausgleichsschaltung 42 und die Signalverarbeitungs­ schaltung 44 geleitet wurden. Bei diesem erneuten Lesever­ such sind z.B. Staubpartikel nicht mehr auf dem Kopf oder dem Band vorhanden, so daß nun die Daten richtig gelesen werden können. Die Daten im Datenspeicher 14 brauchen also trotz des Lesens derselben Spuren nicht mehr dieselben sein wie beim vorigen Versuch. Dementsprechend kann auch die An­ zahl von Fehlern unterschiedlich sein. Sobald das Abspei­ chern von Daten im Pufferspeicher 14 abgeschlossen ist, gibt die Wiederholversuchsbestimmungsanordnung 50 die Anweisung an die zweite Fehlerkorrekturanordnung 18 b aus, das Korri­ gieren von Fehlern bis zum zweiten System erneut zu versu­ chen.

Wenn das Ausgangssignal von der C 2-Bestimmungsanordnung 56 anzeigt, daß ein Wiederholen der Fehlerkorrektur bis zum zweiten System nicht mehr ausgeführt werden soll, steuert die Wiederholversuchbestimmungsanordnung 50 die erste Feh­ lerkorrekturanordnung 18 a so an, daß sie Fehlerkorrektur nach dem dritten System ausführt. Fehlerkorrektur nach dem dritten System erfolgt, wie durch Fig. 5 veranschaulicht, diagonal über die Daten im Pufferspeicher 14. Es werden da­ bei aufeinanderfolgend jeweils Worte gelesen, wie sie in den mit Pfeilen in Fig. 5 angedeuteten Richtungen stehen. Dieses diagonale Lesen erfolgt durch entsprechendes Umschalten der Leseadressen für den Pufferspeicher 14, so daß sich die je­ weils ausgewählte Position in den durch Pfeile angedeuteten Richtungen bewegt. Die Fehlerkorrekturanordnungen 18 a und 18 b verfügen hierzu über Adreßgeneratoren.

Die erste Fehlerkorrekturanordnung 18 a setzt die von ihr ausgegebene Fehlerflagge 19 a auf logisch hoch, wenn sie feststellt, daß beim Fehlerkorrekturablauf nach dem dritten System mindestens ein nicht korrigierbarer Fehler übrig blieb. Wird kein Fehler mehr festgestellt, wird die Fehler­ flagge 19 a auf logisch tief gesetzt.

Im letzteren Fall arbeitet die Wiederholversuchbestimmungs­ anordnung 50 so, daß sie das Interface 16 dazu veranlaßt, die im Pufferspeicher 14 gespeicherten Daten auszugeben, z.B. an einen Hostcomputer. Außerdem setzt sie die Wiederhol­ versuchszähler 52 und 58 auf Null. Schließlich steuert sie die Bandlaufsteuerung 45, den Demodulator 12, den Speicher 14 und den Fehlerkorrekturteil 18 so an, daß Datenverarbei­ tung für den nächsten Rahmen erfolgt.

Wenn die Fehlerflagge 19 a logisch hoch ist, vergleicht die Wiederholversuchbestimmungsanordnung 50 den Zählwert im Wiederholversuchszähler 52 mit der oberen Grenzzahl, wie sie im Speicher 54 abgelegt ist. Liegt der Zählwert unter der oberen Grenzzahl, veranlaßt die Anordnung 50 die Bandlauf­ steuerung 45 zum Zurückbewegen des Bandes und sie steuert die Bandlaufsteuerung, den Demodulator 12 und den Puffer­ speicher 14 so an, daß die zuvor gelesenen Daten erneut ge­ lesen werden und dann durch den Fehlerkorrekturteil 18 er­ neuten Fehlerkorrekturabläufen unterworfen werden.

Wenn der Zählwert im Wiederholversuchszähler 52 mindestens so groß ist wie die obere Grenzzahl, gibt die Wiederholver­ suchbestimmungsanordnung 50 die Meldung "DATENFEHLER" aus und beendet die Abarbeitung. Dies erfolgt also dann, wenn auch mit der Fehlerkorrektur im dritten System eine vorge­ gebene Anzahl von Versuchen abgeschlossen wurde.

Die Steuerung 20 wird in praktischer Anwendung als Mikro­ computer ausgebildet sein. Sie kann dann ein Programm aus­ führen, wie es durch Fig. 7 veranschaulicht ist. In einem Schritt S 1 liest der Demodulator 12 die Daten, wie sie für einen Rahmen auf dem Band 10 aufgezeichnet sind, und spei­ chert diese im Pufferspeicher 14.

In einem Schritt S 2 wird ein Arbeitsregister A des Mikro­ computers auf den Wert 0 gesetzt.

In einem Schritt S 3 wird untersucht, ob der Zählwert im Re­ gister A größer ist als eine obere Grenzzahl M, die die An­ zahl zulässiger Versuche im zweiten System anzeigt. Ist der Zählwert nicht größer, folgt ein Schritt S 4, andernfalls ein Schritt S 9. In Schritt S 4 wird Fehlerkorrektur bis zum zweiten System ausgeführt. Danach wird in einem Schritt S 5 untersucht, ob nicht korrigierbare Fehler vorliegen. Ist dies der Fall, folgt ein Schritt S 11, andernfalls ein Schritt S 6.

Wird in Schritt S 3 festgestellt, daß die Zahl M von Versu­ chen überschritten wurde, wird im dann folgenden Schritt S 9 untersucht, ob die Zahl auch größer ist als eine Gesamtzahl L zulässiger Versuche. Ist dies nicht der Fall, folgt Schritt S 6, andernfalls Schritt S 10, in dem die Fehlermel­ dung "DATENFEHLER" ausgegeben wird.

In Schritt S 6 wird Fehlerkorrektur bis zum dritten System ausgeführt. Wurde bereits erfolgreiche Fehlerkorrektur bis zum zweiten System in Schritt S 4 ausgeführt, wird in Schritt S 6 nur noch Fehlerkorrektur nach dem dritten System ausge­ führt, während nach dem ersten bis zum dritten System dann geprüft wird, wenn Schritt S 6 von Schritt S 9 aus erreicht wird.

Sobald der Ablauf von Schritt S 6 abgeschlossen ist, wird in einem Schritt S 7 untersucht, ob nicht korrigierbare Fehler vorliegen. Ist dies nicht der Fall, werden die fehlerfreien Daten in einem Schritt S 8 ausgegeben. Das Interface 16 wird entsprechend angesteuert.

Werden in Schritt S 7 dagegen Fehler festgestellt, wird in einem Schritt S 11 der Zählwert im Register A um Eins erhöht und ein Schritt S 12 veranlaßt, daß die eben untersuchten Da­ ten erneut gelesen werden. Dann folgt der Ablaufabschritt S 3 erneut.

Diese Vorgehensweise führt zu den folgenden Vorteilen:

• 1) Wenn die im Pufferspeicher 14 gespeicherten Daten feh­ lerfrei sind, läuft Fehlerkorrektur vom ersten bis zum dritten System beim ersten Versuch glatt durch.
• 2) Wenn die im Pufferspeicher 14 gespeicherten Daten durch Fehlerkorrektur nach dem ersten und dem zweiten System korrigierbar sind, werden sie hierbei korrigiert. Es entsteht dann kein Problem bei der Korrektur nach dem dritten System.
• 3) Wenn die im Pufferspeicher 14 gespeicherten Daten durch Fehlerkorrektur bis zum zweiten System nicht korrigier­ bar sind, sind die folgenden zwei Unterfälle zu unter­ scheiden:
  • a) Der erste Fall ist der, daß Fehler festgestellt werden, die nach der Fehlerkorrektur bis zum zweiten System zu­ mindestens zunächst nicht korrigierbar sind. Es wird dann mehrfach Fehlerkorrektur bis zum zweiten System versucht. Können die Fehler behoben werden, erfolgt Fehlerkorrektur im dritten System ohne Problem. Beste­ hen die Fehler trotz einer vorgegebenen Anzahl von Ver­ suchen weiter, kann Fall (b) vorliegen, gemäß dem un­ zutreffende Fehlerfeststellung erfolgte, da die eigent­ lich fehlerfreien Daten aufgrund von z.B. Fehlkorrek­ tur oder Fehldetektierung falsch bearbeitet wurden.
  • b) Wenn Fehlkorrektur oder Fehldetektierung bei der Feh­ lerkorrektur bis einschließlich dem zweiten System er­ folgte, sind die folgenden zwei Fälle zu unterscheiden:
    • (i) Die Fehler können bei der Fehlerkorrektur im dritten System korrigiert werden. Diese Daten werden dann aus­ gegeben.
    • (ii) Der zweite Fall ist der, daß auch im dritten System Fehler zumindestens nicht im ersten Anlauf korrigiert werden können. Es wird dann die Fehlerkorrektur bis einschließlich zum dritten System hin wiederholt. Kön­ nen die Fehler hierbei nicht behoben werden, wird er­ kannt, daß Fehlkorrektur oder Fehldetektierung bei der Fehlerkorrektur bis einschließlich zum zweiten System erfolgte, Dementsprechend werden Daten, die wegen Fehl­ korrektur oder Fehldetektierung fehlerhaft sind, nicht ausgegeben.

Eine weitere Möglichkeit liegt darin, daß z.B. Fehlkorrek­ tur oder Fehldetektierung im dritten System erfolgte. Da Fehlerkorrektur nur bis zum Level des dritten Systems ausge­ führt wird, können Fehlkorrektur oder Fehldetektierung auf diesem Level nicht festgestellt werden, so daß dann unter Umständen fehlerhafte Daten ausgegeben werden. Die Wahr­ scheinlichkeit für derartige Fehler steigt mit der Anzahl von Versuchen im dritten Pegel. Nun ist es jedoch so, daß die Fehlerkorrektur nach dem dritten System erst nach unter Umständen mehrfachen Fehlerkorrekturversuchen in den unteren System ausgeführt wird. Der Ablauf im levelhöchsten System erfolgt demgemäß in der Regel seltener als nach herkömmli­ chen Verfahren in herkömmlichen Einrichtungen.

Bei der beschriebenen Einrichtung ist es möglich, die Zahl von Versuchen für Fehlerkorrektur in den unteren Leveln re­ lativ hoch zu wählen, ohne daß die Gefahr besteht, daß es aufgrund der zahlreichen Versuche zu selbstfehlerbehafteter Fehlerkorrektur kommt, die dann nicht festgestellt werden könnte. Die erhöhte Anzahl von Versuchen verbessert die Mög­ lichkeit der Fehlerkorrektur, wobei die Wahrscheinlichkeit ungewollt erzeugter, nicht feststellbarer Fehler dadurch gering gehalten wird, daß die Fehlerkorrekturversuchszahl in den oberen Leveln gering gehalten wird.

Beim Ausführungsbeispiel wurden insgesamt drei Level für die Fehlerkorrektur eingesetzt, wobei nur die Fehlerkorrektur im dritten Level sozusagen Kontrollfunktion ausübt. Es können auch mehr als drei Level verwendet werden und in der zweiten Runde von Fehlerkorrekturabläufen, wenn nämlich die erste vorgegebene obere Zahl an Wiederholversuchen erreicht ist, kann ein Überprüfen in mehr als einem Level erfolgen. Von Vorteil ist es jedoch, mit allen Leveln bis auf den rang­ höchsten zunächst die Fehlerkorrektur zu versuchen, und in der zweiten anschließenden Runde von wiederholten Durchläu­ fen nur mit dem levelhöchsten System zu korrigieren.

Claims (3)

1. Fehlerkorrektureinrichtung zum Wiedergeben von Daten, die mit Fehlerkorrekturkodes von mindestens einem Typ mehr­ fach kodiert wurden und auf ein Aufzeichnungsmedium aufge­ zeichnet wurden, und zum Korrigieren der wiedergegebenen Daten, welche Einrichtung über folgende Funktionsgruppen verfügt:

• - eine Wiedergabeeinrichtung (12) zum Wiedergeben der vom Aufzeichnungsmedium (10) gelesenen Daten,
• - einen Speicher (14) zum Speichern der wiedergegebenen Da­ ten,
• - und eine Fehlerkorrekturanordnung (18+20) zum Korrigie­ ren von Fehlern innerhalb der Daten, wobei diese Anordnung so ausgebildet ist, daß sie das Korrigieren der Daten für eine vorgegebene Anzahl (L) von Versuchen wiederholt, falls nicht korrigierbare Fehler festgestellt wurden, wo­ bei die Daten vor jedem neuen Fehlerkorrekturversuch er­ neut vom Aufzeichnungsmedium gelesen werden und wiederge­ geben und gespeichert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Fehlerkorrekturanordnung (18+20) so ausgebildet ist, daß sie Fehlerkorrektur vom untersten Level bis zu einem höheren Level wiederholt versucht, bis keine Fehler mehr auftreten, jedoch nur bis zu einer ersten vorgegebenen Anzahl von Wiederholversuchen, und sie Fehlerkorrektur bis zum höchsten Level wiederholt versucht, bis keine Fehler mehr auftreten, jedoch nur bis zur eingangs genannten Gesamtzahl (L) von Wiederholversuchen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerkorrekturanordnung (18+20) so ausgebildet ist, daß sie Fehlerkorrektur in drei Leveln ausführt, wobei der höhere Level der zweite Level ist.