DE4444783C2 - Verfahren zur Aufzeichnung/Wiedergabe von Gray-kodierten Datensignalen und Dekodierschaltkreis für ein Festplattenlaufwerk - Google Patents

Verfahren zur Aufzeichnung/Wiedergabe von Gray-kodierten Datensignalen und Dekodierschaltkreis für ein Festplattenlaufwerk

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Gray-kodierten Datensignalen gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 und auf einen Dekodierschaltkreis gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 2, der einen in einem Servobereich einer Platte aufgenommenen Gray­ code dekodieren kann.
Im allgemeinen behält eine Platte in einem Festplattenlaufwerk mit einer hohen Ge­ schwindigkeit, einer hohen Kapazität und einer hohen Dichte eine konstante Ge­ schwindigkeit bei. Auf der Platte befindet sich ein Servobereich, in dem alle Arten von Informationen aufgenommen sind, die eine effektive Steuerung der Kopfposition ermöglichen. Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt ein solcher Servobereich eine Le­ se/Schreib-Wiederherstellungsfläche, eine Strukturfläche, in der eine bestimmte Struktur oder eine direkte Stromlücke aufgenommen ist, eine Indexmarkierungsflä­ che IM, eine Gray-Code-Fläche GM, eine Servospurmodusfläche STM und eine nachfolgende Datenfläche PAD. Die Schreib/Lese-Wiederherstellungsfläche wird unter Berücksichtigung der Übergangszeit, die erforderlich ist, während das Hard­ disklaufwerk vom Schreibmodus in den Lesemodus gebracht wird, erzeugt, um Fehler zu verhindern, die durch Übergangsrauschen, wie z. B. Barkhausenrauschen, das von einer an den Kopf angelegten magnetischen Flußänderung erzeugt wird, erzeugt werden. In der Strukturfläche wird die direkte Stromlücke oder die spezifi­ sche Struktur zur Synchronisation einer Detektionszeit des Servobereichs mit einem Systemtakt aufgezeichnet. Insbesondere bezieht sich die Strukturfläche auf eine Adressenmarkierungsfläche AM. In der Indexmarkierungsfläche IM ist die Indexin­ formation der Platte aufgezeichnet. In der Gray-Code-Fläche GC ist die Identifikation ID der Spur der Platte als ein Gray-Code GC aufgezeichnet. In der Servospurmo­ dusfläche STM ist ein Synchronimpulssignal zur Steuerung der Spurfolge aufge­ zeichnet. Die Frequenz des in Fig. 4 gezeigten Servobereichs beträgt etwa 4 MHz.
Darüber hinaus besteht der Graycode zur Aufzeichnung der Spuridentifikation in der Gray-Code-Fläche GC aus 12 Bits (in der Konfiguration von 4096 Zylindern). Der Grund, warum der Graycode zur Unterscheidung der Spurinformation verwendet wird, ist, daß im Graycode im Gegensatz zur Änderung in binären oder dezimalen Codes leicht erkannt werden kann, wenn bei der Bewegung des Kopfes von einer Spur zur anderen eine Änderung um ein Bit erfolgt ist.
Der auf der Platte aufgezeichnete Graycode ist, wie in Fig. 4 gezeigt, in Gray- Synchronsignale [S11, ..., S0] und Gray-Daten [D11, ..., D0] aufgeteilt.
Daher wird die Länge der Graycodefläche für den Servobereich durch die folgende Gleichung erhalten.
SCLK (Systemuhr) = 32 MHz = 31,25 ns = 1T
1 Zelle = 4T = 125 ns
1 Doppelimpuls = 2 Zellen = 259 ns
daraus folgt:
die Länge der Graycodefläche = 12 Graycode-Synchronsignale + 12 Graydaten
= 24 Doppelimpulse = 48 Zellen
= 48 × 125 ns = 6 µs.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das einen Graycode-Dekodierschaltkreis eines herkömmli­ chen Festplattenlaufwerks zeigt. Fig. 6 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das einen her­ kömmlichen Graycode-Dekodiervorgang illustriert.
Die Arbeitsweise des herkömmlichen Graycode-Dekodierschaltkreises der Fig. 5 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 diskutiert.
Wenn eine Platte 12 durch den Betrieb eines Spindelmotors (nicht gezeigt) rotiert, liest ein Kopf 14 das Signal innerhalb der in Fig. 4 gezeigten Servofläche von der Platte 12 wie eine in Fig. 6 gezeigte Kopfaufnahmesignal-Wellenform, und gibt dann das gelesene Signal an einen Lese/Schreib-Kanalteil 16.
Der Lese/Schreib-Kanalteil 16 umfaßt typischerweise einen Spitzendetektor, einen Hysteresekomparator und einen Einzeldatengenerator. Der Lese/Schreib-Kanalteil 16 wandelt das gelesene Signal in digital kodierte Lesedaten (hiernach als "ERD" bezeichnet) um und gibt die ERD zu einem Strukturdetektor 18.
Der Strukturdetektor 18 bringt die Systemuhr SCLK und die Servostruktur miteinan­ der in Synchronisation und erzeugt einen Referenzimpuls RP, der über den Start der Servofläche informiert, wie in Fig. 6 gezeigt, und gibt den Referenzimpuls RP an den Graycode-Dekodierer 20 aus.
Dann reagiert der Graycode-Dekoder 20 auf den Referenzimpuls RP und dekodiert kontinuierlich die empfangenen ERD in Gray-Daten GD, wie in Fig. 6 gezeigt. Wei­ terhin zählt der Graycode-Dekoder 20 einen nach dem Referenzimpuls RP empfan­ genen Datenimpuls, um ein Gray-Synchron-Fenster GSW und ein Gray-Daten- Fenster GDW zu erzeugen, wie in Fig. 6 gezeigt. Danach dekodiert der Graycode- Dekoder 20 entsprechend dem Gray-Synchron-Fenster GSW und dem Gray-Daten- Fenster GDW die Gray-Daten GD in einen Gray-Code GC und gibt dann den Gray- Code an den Eingabeeingang eines Gray-Binär-Wandlers 22 aus.
Der Gray-Binär-Wandler 22 wandelt den Gray-Code GC in einen Binärcode um und gibt den Binärcode an eine Mikroprozessoreneinheit MPU 24 aus. Zu diesem Zeit­ punkt stellt der Binärcode die binären Daten dar, die über die Identifikation ID der Spur informieren.
Jedoch kann in einem Festplattenlaufwerk, das mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, der obige, herkömmliche Graycode-Dekodierschaltkreis auf Grund der folgenden Probleme nicht exakt auf den Graycode zugreifen, wodurch die Zuverlässigkeit ernsthaft destabilisiert wird.
Erstens wird bei der Berechnung einer maximalen Suchzeit, die in Anspruch ge­ nommen wird, bis der Kopf an seiner Bestimmungsposition ankommt, die Länge des Graycodes als ein wichtiges Problem betrachtet. Das bedeutet, daß die Zeit, die er­ forderlich ist, damit der Kopf den zuvor auf der Platte aufgezeichneten Graycode des Servobereichs liest und überstreicht, verringert werden muß, um eine schnelle Such­ zeit zu erreichen.
Zweitens gibt es, da der Graycode-Dekoder den auf den Referenzimpuls RP folgen­ den Datenimpuls zählt und das Gray-Synchron-Fenster GSW und das Gray-Daten- Fenster GDW erzeugt, wenn die Bitverschiebung der ERD aufgrund der durch die Synchronisation zwischen der Systemuhr und der Servostruktur erzeugten Taktver­ schiebung erhöht wird, ein Zittern des Spindelmotors und das Problem, daß die Zu­ verlässigkeit des Graycode-Dekoders verringert wird.
Aus der EP 0 459 265 A2 ist ein Aufzeichnungsverfahren bekannt, bei dem Gray- kodierte Daten in dem Servobereich einer magnetischen Platte aufgezeichnet werden. Um eine ausreichende Datensicherheit und einen hohen Nutzungsgrad zu erreichen, wird eine 2 : 3-Spreizung der Datensignale in Aufzeichnungssignale vorgenommen. Die Synchronisation der aufzuzeichnenden und wiedergewonnenen Bits erfolgt durch Aufzeichnen von Steuerinformation in einem Indexbereich, der dem Adressbe­ reich vorangeht. Aus der US-PS 52 70 878 ist ein Aufzeichnungsverfahren für Gray­ kodierte Daten zur Aufzeichnung in einem Servobereich einer magnetischen Platte bekannt. Dabei wird ein Datenbit in ein Tripel von Modulationsdatenbits umgewan­ delt, von denen das erste Bit ein Taktsignal darstellt. Der Nutzungsgrad bei diesem Aufzeichnungsverfahren ist folglich gering.
Aus der WO-93/06593 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Gray-kodierten Spuridentifikationssignalen bekannt. Dabei ist ein Servofeld zwi­ schen Datenblöcken vorgesehen und umfaßt ein Unterfeld mit der Zylinderadresse für die Spuridentifikation. Für das Unterfeld werden Impulsmuster verwendet, welche sich aus Paaren von Pulsen, bestehend aus einem negativen Puls negativer Polari­ tät als Takteinheit und einem Peak positiver Polarität als Datenbit, zusammensetzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik, ein Verfahren zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Gray- kodierten Datensignalen und einen Dekodierschaltkreis für ein Festplattenlaufwerk anzugeben, bei dem Datensignale mit hoher Datensicherheit und möglichst gutem Nutzungsgrad aufgezeichnet werden können.
Diese Aufgabe wird von einem Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1 sowie von einem Dekodierschaltkreis mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen des Dekodierschaltkreises sind Gegenstand von Un­ teransprüchen.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die bei­ gefügten Zeichnungen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Graycode-Dekodierschaltkreis eines Fest­ plattenlaufwerks nach der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Graycode-Dekodiervorgang der Fig. 1 zeigt.
Fig. 3 ist ein Schaltkreisdiagramm, das ein detailliertes Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt.
Fig. 4 zeigt eine Konfiguration einer Servostruktur eines Festplattenlaufwerks.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das einen Graycode-Dekodierschaltkreis eines her­ kömmlichen Festplattenlaufwerks zeigt.
Fig. 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Graycode-Dekodiervorgang der Fig. 5 zeigt.
Die in Fig. 1 gezeigte Platte 12 umfaßt die gleiche Servostrukturfläche wie Fig. 4, auf der Identifikationsinformation über die Spur entsprechend der Erfindung als Gray­ code aufgezeichnet ist.
Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Graycode-Dekodiervorgang der Fig. 1 zeigt, wobei ein Graycodestrom zu einem Zeitpunkt, zu dem der Graycode abgeta­ stet und wiedergegeben wird, gezeigt ist.
Im Unterschied zur herkömmlichen Technik besitzt die Identifikationsinformation für die Spur nach der Erfindung zwei Graydaten, die zwischen Graysynchronsignalen angeordnet sind. Mit anderen Worten sind herkömmlicherweise das Graysynchronsi­ gnal und die Graydaten in aufeinanderfolgender Reihenfolge angeordnet, wie in Fig. 4 gezeigt, wohingegen gemäß der Erfindung ungerade Graydaten und gerade Gray­ daten jeweils zwischen den Graysynchronsignalen angeordnet sind, wie in Fig. 2 gezeigt.
Eine Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung der Fig. 1 wird im Detail unter Be­ zugnahme auf Fig. 2 gegeben.
Der Kopf 14 tastet die auf der Platte 12 aufgezeichneten Daten ab und das von dem Kopf abgetastete Abtastsignal wird an ein Lese/Schreib-Kanalteil 16 ausgegeben. Das Lese/Schreib-Kanalteil 16 empfängt das Abtastsignal, wandelt das Abtastsignal digital in ERD um und gibt die ERD an einen Strukturdetektor 18 und an einen Fen­ sterfreigabeschaltkreis 30 aus.
Der Strukturdetektor 18 detektiert eine bestimmte, in den ERD aufgezeichnete Struktur und erzeugt einen Referenzimpuls RP, der über den Start der Servofläche informiert, wie in Fig. 2 gezeigt. Das heißt, daß der Strukturdetektor 18 eine Gleich­ stromlücke in der Servostruktur detektiert, den Referenzimpuls RP synchron mit ei­ nem Systemtakt SCLK (allgemein 31 MHz) entsprechend dem Detektionsergebnis erzeugt und den Referenzimpuls RP an den Fensterfreigabeschaltkreis 30 ausgibt.
Der Fensterfreigabeschaltkreis 30 erhält die ERD von dem Lese/Schreib-Kanalteil 16 in Abhängigkeit von der Eingabe des Referenzimpulses RP. Danach zweiteilt der Fensterfreigabeschaltkreis 30 die ERD und gibt die aufgeteilten ERD als Gray-Daten GD aus, wie in Fig. 2 gezeigt. Zur gleichen Zeit während des Empfangs der ERD gibt der Fensterfreigabeschaltkreis 30 ein Grayfreigabesignal Gren aus. Die Gras-Daten GD werden in eine Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 und das Grayfreigabesignal Gren wird in eine erste Gray-Synchron-Fenster- Erzeugungsvorrichtung 32 eingegeben.
Die erste Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 32 zählt den Systemtakt SCLK in einem vorgegebenen Zählverhältnis in Abhängigkeit von dem Grayfreiga­ besignal Gren und gibt ein Gray-Synchron-Fenster-Signal 1SYNC-W aus, wie in Fig. 2 gezeigt. Das Gray-Synchron-Fenster-Signal 1SYNC-W antwortet auf die Eingabe der Grayfreigabesignals Gren und wird in einen logisch "hohen" Zustand geändert. Außerdem wird bei Beendigung des Zählens des eingegebenen Systemtakts SLCK in dem vorgegebenen Zählverhältnis das Gray-Synchron-Fenster-Signal 1SYNC-W in einen logisch "niedrigen" Zustand geändert, wie in Fig. 2 gezeigt.
Das Gray-Synchron-Fenster-Signal 1SYNC-W ist ein Signal zum Detektieren von Gray-Synchron-Daten S5, die sich in einer ersten (ungeraden) Position der Gray- Daten befinden, wobei das Signal 1SYNC-W in die Graycode- und Synchron- Extraktionsvorrichtung 34 eingegeben wird.
Die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 detektiert die Gray- Synchron-Daten S5 der Gray-Daten GD in Abhängigkeit von der Eingabe des Gray- Synchron-Fenster-Signals 1SYNC-W. Zusätzlich gibt die Graycode- und Synchron- Extraktionsvorrichtung 34 ein Synchronsignals SYNC aus, das der Detektion der Gray-Synchron-Daten S5 entspricht, und gibt ein Gray-Synchronsignal GS an einen Gray-Synchronzähler 42 aus.
In diesem Fall wird das Synchronsignal SYNC in eine erste Datenfenster- Erzeugungsvorrichtung 36 in einer Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 41 ein­ gegeben. Die erste Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung 36 reagiert auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und gibt ein ungerades Datenfeldsignal ODW aus, wie in Fig. 2 gezeigt.
Das ungerade Datenfenstersignal ODW wird in eine zweite Datenfenster- Erzeugungsvorrichtung 38 und in die Graycode- und Synchron- Extraktionsvorrichtung 34 eingegeben. Die zweite Datenfenster- Erzeugungsvorrichtung 38 reagiert auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und gibt nach dem Zählen des Systemtakts SCLK in dem vorgegebenen Zählverhältnis ein gerades Datenfenster EDW aus, wie in Fig. 2 gezeigt.
Das gerade Datenfenstersignal EDW wird in eine zweite Gray-Synchron-Fenster- Erzeugungsvorrichtung 40 und in die Graycode- und Synchron- Extraktionsvorrichtung 34 eingegeben. Die zweite Gray-Synchron-Fenster- Erzeugungsvorrichtung 40 reagiert auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und erzeugt nach dem Zählen des Systemtakts SCLK in dem vorgegebenen Zählverhältnis ein nachfolgendes Gray-Synchron-Fenster-Signal SYNC-W, wie in Fig. 2 gezeigt, um das Signal SYNC-W an die Graycode- und Synchron- Extraktionsvorrichtung 34 auszugeben.
Danach gibt ein ODER-Gatter 82 in der Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 41 ein Datensignal GDATA aus, das den Ausgaben der ungeraden und geraden Daten- Fenster-Signalen ODW und EDW an einen Gray-Binär-Wandler 22 entspricht.
Wenn daher das Synchronsignal SYNC von der Graycode- und Synchron- Extraktionsvorrichtung 34 ausgegeben wird, gibt die Synchron-Fenster- Erzeugungsvorrichtung 41 der Reihe nach das ungerade Datenfenstersignal ODW, das gerade Datenfenstersignal EDW und das nachfolgende Gray-Synchron-Fenster- Siganl SYNC-W in Antwort auf das Synchronsignal SYNC aus, wie in Fig. 2 gezeigt.
Die Frequenz der Servostruktur nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung ist wie folgt:
1 Zelle = 3T = 93,75 ns
1 Doppelimpuls = 2 Zellen = 6T
folglich:
die Länge der Graycodefläche = 6 Gray-Synchronsignale + 12 Graycodes = 18 Dop­ pelimpulse = 36 Zellen = 36 × 93,75 ns = 3,375 µs.
In der Zwischenzeit detektiert die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 in Abhängigkeit von der Eingabe des ungeraden Datenfenstersignals ODW Grayda­ ten D11 und einer ungeraden Position, die nach den Gray-Synchrondaten S5 in den Gray-Daten GD angeordnet sind. Und dann erzeugt die Graycode- und Synchron- Extraktionsvorrichtung 34 den Gray-Code GC entsprechend der Detektion der Gray­ daten D11, wie in Fig. 2 gezeigt, und gibt den Gray-Code an den Gray-Binär-Wandler 22 aus. Darüber hinaus detektiert die Graycode- und Synchron- Extraktionsvorrichtung 34 beim Empfang des geraden Datenfenstersignals EDW Graydaten D10 in einer geraden Position in den Gray-Daten GD und erzeugt danach den Gray-Code GC, der der Detektion der Graydaten D10 entspricht, um den Gray- Code GC an den Gray-Binär-Wandler 22 auszugeben.
Die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 detektiert Gray- Synchrondaten S4, die sich an einer zweiten Position befinden, die in der Reihenfol­ ge nach den ersten Gray-Synchrondaten S5 in den Gray-Daten GD liegt, in Abhän­ gigkeit von dem nachfolgenden Gray-Synchron-Signal SYNC-W. Dann gibt die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 das Synchronsignal SYNC, das der Detektion der zweiten Gray-Synchrondaten S4 entspricht, an die Synchron- Fenster-Erzeugungsvorrichtung 41 aus und gibt das Gray-Sychron-Signal GS an den Gray-Sychron-Zähler 42 aus.
Zu diesem Zeitpunkt gibt die Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 41 der Reihe nach die ungeraden Datenfenstersignale ODW, die geraden Datenfenstersignale EDW und das nachfolgende Gray-Synchron-Fenstersignal SYNC-W in Abhängigkeit von dem Synchronsignal SYNC aus, wie oben diskutiert wurde.
Somit überträgt die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 ungerade Graydaten D9 und gerade Graydaten D8 der Gray-Daten GD, die als nächste zum zweiten Gray-Synchronsignal S4 für den Gray-Code GC angeordnet sind, mittels des ungeraden Datenfenstersignals ODW und des geraden Datenfenstersignals EDW. Außerdem dektektiert die Graycode- und Sychron-Extraktionsvorrichtung 34 ein drittes Gray-Synchronsignal S3 in Abhängigkeit von der Eingabe des nachfolgenden Gray-Synchron-Fenstersignals SYNC-W.
Der Gray-Binär-Wandler 22 wandelt den Gray-Code GC in Abhängigkeit von der Eingabe des Datengattersignals GDATA in Binärdaten um und gibt die Binärdaten an die MPU 24 aus. Die MPU erkennt die von dem Gray-Binär-Wandler 22 ausgege­ benen Binärdaten als Spuridentifikationsinformation und steuert das Festplattenlauf­ werk so, daß es den Kopf 12 auf die Zielspur bewegt.
Wenn der Gray-Synchronzähler 42 die Eingabe des von der Graycode- und Syn­ chron-Extraktionsvorrichtung 34 ausgegebenen Gray-Synchron-Signals GS zählt und einen vorgegebenen Zählwert erreicht, gibt der Gray-Synchronzähler ein Graysperrsignal Grdis an den Fensterfreigabeschaltkreis 30 aus. Zu diesem Zeit­ punkt sperrt der Fensterfreigabeschaltkreis 30 den Ausgangszustand des Grayfrei­ gabesignals Gren in Abhängigkeit von der Eingabe des Graysperrsignals Grdis und sperrt die Erzeugung des Gray-Synchron-Fenstersignals 1SYNC-W. Der Zählwert des Gray-Synchronzählers 42 ist gleich der Anzahl der auf der Servostruktur der Platte aufgezeichneten Gray-Synchronsignale.
Wie oben diskutiert, werden, wenn die Gray-Synchrondaten S5, die in einer führen­ den Position unter den Gray-Codes der Servostruktur angeordnet sind, durch das Gray-Synchron-Fenstersignal 1SYNC-W detektiert werden, synchron dazu das unge­ rade Datenfenstersignal ODW und das gerade Datenfenstersignal EDW der Reihe nach übertragen. Dann wird das nachfolgende Synchron-Fenstersignal SYNC-W synchron mit der fallenden Flanke des geraden Datenfenstersignals EDW erzeugt, um die geraden Graydaten zu detektieren.
Fig. 3 ist ein Schaltkreisdiagramm, das ein detailliertes Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt, in dem der detaillierte Aufbau des Fensterfreigabeschaltkreises 30 und der Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 in Verbindung mit ihren periphe­ ren Schaltkreisen gezeigt sind.
Wenn der Referenzimpuls RP in den Fensterfreigabeschaltkreis 30 in dem Zustand eingegeben wird, in dem der Systemtakt SCLK eingegeben wird, erhalten ein Verzö­ gerungszähler 50 und ein erstes Flip-Flop 56 ein zweites Flip-Flop 58 (hiernach kurz mit 1FF und 2FF bezeichnet), die jeweils mit dem Verzögerungszähler 50 verbunden sind, eine Reseteingabe und werden dann initialisiert. Wenn das 2FF 58 zurückge­ setzt wird, wird sein Umkehrausgangsanschluß Q in den logisch "hohen" Zustand gebracht, um ein Zurücksetzen von dritten und vierten Flip-Flops (hiernach kurz mit 3FF und 4FF bezeichnet) 60 und 62, die jeweils mit dem 2FF 58 verbunden sind, zu bewirken. In dem obigen Zustand verzögert, wenn der Systemtakt SCLK in ein dritttes NAND-Gatter 52 eingegeben wird, der Verzögerungszähler 50 den System­ takt SCLK um eine vorgegebene Zeitperiode und gibt ein Signal im logisch "hohen" Zustand an einen Ausgangsanschluß Q aus und wird dann festgehalten bis zur nächsten Eingabe des Referenzimpulses RP. Der 1FF 56, der mit dem Umkehraus­ gangsanschluß Q des Verzögerungszählers 50 verbunden ist, reagiert auf das Ein­ gangssignal im "hohen" Zustand und gibt das Signal aus, um einen Anschluß S des 2FF 58 durch dessen Ausgangsanschluß Q einzustellen. Zu diesem Zeitpunkt wird der 2FF 58 durch das Eingangssignal im "hohen" Zustand eingestellt und gibt Signa­ le im "hohen" Zustand bzw. im "niedrigen" Zustand an seine Ausgangsanschlüsse Q bzw. Q aus. Folglich wird der 1FF 56 zurückgesetzt und gibt somit die Einstellung des 2FF 58 frei, und der 3FF und 4FF 60 und 62 werden in die zurückgesetzten Zu­ stände entlassen.
Der 3FF 60 im freigegebenen Zustand zweiteilt die Eingabe der ERD, um die geteil­ ten ERD in die Gray-Daten GD auszugeben. Die Gray-Daten GD werden in Taktein­ gangsanschlüsse CK des 4FF 62, eines fünften Flip-Flops 5FF 64, eines sechsten Flip-Flops 6FF 76 und eines siebten Flip-Flops 7FF 78 eingegeben. Das 4FF 62 gibt das Grayfreigabesignal Gren wie in Fig. 2 gezeigt an die erste Gray-Synchron- Fenster-Erzeugungsvorrichtung 32 in Abhängigkeit von dem Anfangseingang der Graydaten GD aus. Zu diesem Zeitpunkt wird das von dem 4FF 62 ausgegebene Grayfreigabesignal Gren während der Gray-Daten-Eingabe beibehalten. Dies wird anhand der nachfolgenden Beschreibung verständlich.
Die erste Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 32 zählt den Systemtakt SCLK in einem vorgegebenen Zählverhältnis in Abhängigkeit von dem Fensterfrei­ gabesignal Gren. Bei Beendigung des Zählvorgangs gibt die erste Gray-Synchron- Fenster-Erzeugungsvorrichtung 32 das Gray-Synchron-Fenstersignal 1SYNC-W über ein NOR-Gatter 66 in den Reset-Anschluß des 5FF 54 ein und gibt einen ersten Synchrontakt GCLK1 zum Übertragen des Synchronsignals SYNC an die ersten und zweiten NAND-Gatter 70 und 72 über ein erstes ODER-Gatter 68 aus.
Zu diesem Zeitpunkt wird das 5FF 64 durch das Ausgangssignal im logisch "niedrigen" Zustand des NOR-Gatters 66 in den zurückgesetzten Zustand freigege­ ben. Somit empfängt das 5FF 64 die Gray-Daten GD an seinem Takteingabean­ schluß CK, wie in Fig. 2 gezeigt, von dem 3FF 60 innerhalb des Freibabeintervalls des Gray-Synchron-Fenster-Signals 1SYNC-W. Danach reagiert der 5FF 64 auf die ansteigende Flanke der Gray-Synchrondaten S5 der Gray-Daten GC und erzeugt das Synchronsignal SYNC und gibt es an die erste Datenfenster- Erzeugungsvorrichtung 36 und an das erste NAND-Gatter 70 aus. Zusätzlich gibt das 5FF 64 das Umkehrausgangssignal an das zweite NAND-Gatter 72 aus.
Zu diesem Zeitpunkt erhalten die ersten und zweiten NAND-Gatter 70 und 72 das Synchronsignal SYNC und das Umkehrausgangssignal des 5FF 64, führen eine NAND-Verknüpfung mit dem ersten Synchrontakt GCLK1 durch und geben das Aus­ gangssignal an ein erstes UND-Gatter 74. Dann gibt das erste UND-Gatter 74 das Ausgangssignal (Syncron-Detektions-Signal) GS an den Gray-Synchronzähler 42 aus. Das heißt, daß die Gatter 70, 72 und 74 die Änderung des Ausgangszustandes des 5FF 64 dem Gray-Synchronzähler 42 mitteilen.
Wenn der Gray-Synchronzähler 42 das von dem ersten UND-Gatter 74 ausgegebe­ ne Synchron-Detektions-Signal zählt und einen vorgegebenen Zählwert erreicht, gibt der Gray-Synchronzähler 42 das entsprechende Zustandssignal an den Taktein­ gangsanschluß CK des 2FF 58 aus. Daher ändert der 2FF 58 seinen Ausgangszu­ stand in Abhängigkeit von dem eingegebenen Zustandssignal.
In der Zwischenzeit empfängt die erste Daten-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 36 das von dem 5FF 64 ausgegebene Synchronsignal SYNC, erzeugt das ungerade Datenfenstersignal ODW in Antwort auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und gibt den Resetzustand des 6F 76 frei. Zu diesem Zeitpunkt hält das in dem Resetzustand freigegebene 6FF 76 die in seinem Takteingang CK eingegebe­ nen Gray-Daten GD fest und gibt die festgehaltenen Gray-Daten GD als Gray-Code GC aus.
Die zweite Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung 38 reagiert auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und zählt den Systemtakt SCLK in einem vorgegebenen Zählverhältnis. Dann erzeugt die zweite Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung 38 das gerade Datenfenstersignal EDW und gibt den Resetzustand des 7FF 78 frei. Zu die­ sem Zeitpunkt hält das in dem Resetzustand freigegebene 7FF 78 die in seinen Takteingang CK eingegebenen Gray-Daten GD fest und gibt die festgehaltenen Gray-Daten GD als Gray-Code GC aus.
Danach erhält ein zweites ODER-Gatter 80 die Gray-Codes GC von dem 6FF und dem 7FF 76 und 78 und führt eine ODER-Verknüpfung durch und gibt somit den Gray-Code GC an den Gray-Binär-Wandler 22 aus.
Somit sind das 6FF und der 7FF 76 und 78 synchron zu den ungeraden und den geraden Datenfenstersignalen ODW und EDW, die von den ersten und zweiten Da­ tenfenster-Erzeugungsvorrichtungen 36 und 38 erzeugt werden, und übertragen zwei Graydaten, die nach dem Gray-Synchronsignal angeordnet sind, an den Gray- Binär-Wandler 22.
Zusätzlich reagiert die zweite Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 40 auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und zählt den Systemtakt SCLK in dem vorgegebenen Zählverhältnis. Dann erzeugt die zweite Gray-Synchron-Fenster- Erzeugungsvorrichtung 40 das nachfolgende Gray-Synchron-Fenstersignal SYNC-W und gibt das Signal SYNC-W an das NOR-Gatter 66. In der Zwischenzeit erzeugt die zweite Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 40 einen zweiten Synchron­ takt GCLK2, der synchron zu dem nachfolgenden Gray-Synchron-Fenstersignal SYNC-W ist, und gibt den zweiten Synchrontakt GCLK2 an das ODER-Gatter 68 aus.
Folglich wird das 5FF 64 in dem Resetzustand entsprechend dem nachfolgenden Gray-Synchron-Fenstersignal SYNC-W, das durch das NOR-Gatter 66 eingegeben wird, freigegeben. Zu diesem Zeitpunkt stellt das 5FF 64 die steigende Flanke der Gray-Sychrondaten S4 während des nachfolgenden Gray-Synchron-Fenstersignal- Intervalls SYNC-W fest und erzeugt entsprechend dem Detektionsergebnis das Syn­ chronsignal SYNC und gibt somit das Synchronsignal SYNC an die erste Datenfen­ ster-Erzeugungsvorrichtung 36 aus.
Das ODER-Gatter 82 erhält die ungeraden und geraden Graydaten-Fenstersignale ODW und EDW und führt eine ODER-Verknüpfung durch und erzeugt somit ein Da­ tengattersignal GDATA, das an den Gray-Binär-Wandler 22 ausgegeben wird.
Zu diesem Zeitpunkt wandelt der Gray-Binär-Wandler 22 den von der Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 erhaltenen Gray-Code GC entsprechend dem Datengattersignal GDATA in binäre Daten um und gibt den umgewandelten Gray- Code GC an die MPU 24.
In der Zwischenzeit erzeugt, wenn der Gray-Synchronzähler 42 das von dem ersten UND-Gatter 74 ausgegebene Sychron-Detektionssignal GS zählt und einen vorge­ gebenen Zählwert erreicht, der Gray-Synchronzähler 42 das Graysperrsignal Grdis und gibt das Signal Grdis an den Takteingangsanschluß CK des 2FF 58 aus. In Ab­ hängigkeit von dem Graysperrsignal Grdis hält das 2FF 58 das Eingangssignal im logisch "niedrigen" Zustand, das in seinen Verzögerungseingang D eingegeben wird, fest und gibt ein in den logisch "hohen" Zustand invertiertes Signal an den Umkehr­ ausgangsanschluß Q aus. Das 3FF und das 4FF 60 und 62 verbleiben durch das von dem Umkehrausgangsanschluß Q des 2FF 58 ausgegebene Signal im logisch "hohen" Zustand im zurückgesetzten Zustand und schneiden das Grayfreigabesignal Gren ab, wodurch die Erzeugung aller Fenstersignale angehalten wird.
Wie oben diskutiert, wird erfindungsgemäß ein Graycode-Dekodierschaltkreis zur Verfügung gestellt, der den Vorteil besitzt, daß er korrekt einen Graycode- Dekodiervorgang durchführt, indem er wiederholt ein Datenfenstersignal und ein Synchron-Fenstersignal erzeugt, nachdem der Zähler zurückgesetzt wurde, um für jedes Gray-Synchronsignal Graydaten zu detektieren. Weiterhin wird erfindungsge­ mäß ein Graycode-Dekodierschaltkreis zur Verfügung gestellt, der den Vorteil be­ sitzt, daß er die Taktverschiebung, die durch die mangelnde Synchronität zwischen der Systemtakt und einer Servostruktur bewirkt wird, und durch das Zittern eines Spindelmotors bewirkte Fehler minimiert, indem ungerade und gerade Graydaten auf der Basis der in der Graycodefläche aufgezeichneten Gray-Synchrondaten detektiert und übertragen werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Datensynchronisations­ signalen (S0 bis S5) und Gray-kodierten Datensignalen in einem Servobereich eines rotierenden Aufzeichnungsträgers, wobei die Datensignale (D0 bis D11) Spuridentifi­ kationsinformationen zum Positionieren eines Aufzeichnungs/Wiedergabekopfes enthalten und ein Referenzimpuls (RP) zur Freigabe der Erzeugung von Fenstersi­ gnalen (ODW, EDW, SYNC-W) verwendet wird, mit deren Hilfe die Datensignale und Datensynchronisationssignale wiedergewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenstersignale aus einer Folge von jeweils einem Synchronisationsfenster (1SYNC-W, SYNC-W) und zwei nachfolgenden Datenfenstern (ODW, EDW) beste­ hen, wobei das in dem Synchronisationsfenster (1SYNC-W, SYNC-W) jeweils ein­ treffende Synchronisationssignal (S0 bis S5) die Sychronisation der nachfolgenden Datenfenster (ODW, EDW) mit den darin eintreffenden Datensignalen (D0-D11) vor­ nimmt.
2. Dekodierschaltkreis für ein Festplattenlaufwerk, in welchem ein Aufzeichnungsträ­ ger beschrieben/gelesen werden kann, zur Wiedergabe von in einem Servobereich aufgezeichneten Datensynchronisationssignalen und Gray-kodierten Datensignalen, wobei die Datensignale Spuridentifikationsinformation zur Positionierung eines Auf­ zeichnungs/Wiedergabekopfs enthalten, und die Datensynchronisationssignale der Wiedergewinnung der Datensignale dienen, umfassend:
eine Einrichtung (18) zur Ausgabe eines Referenzimpulses (RP) zur Freigabe einer Einrichtung (41) zum Erzeugen von Fenstersignalen (ODW, EDW, SYNC-W),
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (41) zur Erzeugung der Fenstersignale (ODW, EDW, SYNC-W) so ausgebildet ist, daß sie eine Folge von jeweils einem Synchronisationsfenster (1SYNC-W, SYNC-W) und zwei zeitlich nachfolgenden Datenfenstern (ODW, EDW) erzeugt, wobei das in dem Synchronisationsfenster (1SYNC-W, SYNC-W) jeweils eintreffende Synchronisationssignal (S0 bis S5) die Synchronisation der nachfolgen­ den Datenfenster (ODW, EDW) mit den darin eintreffenden Datensignalen (D0-D11) vornimmt.
3. Dekodierschaltkreis nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (32) zum Erzeugen eines weiteren Synchronisationssignals (SYNC) im Ansprechen auf ein Freigabesignal (Gren), welches eine vorbestimmte erste Anzahl von System­ zeittakten (SCLK) nach dem Referenzimpuls (RP) ausgegeben wird.
4. Dekodierschaltkreis nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (41) zum Erzeugen von Fenstersignalen (ODW, EDW, SYNC-W) eine Einrichtung (40) umfaßt zum Erzeugen eines Synchronisationsfensters (SYNC-W), welches eine vorbestimmte zweite Anzahl von Systemzeittakten (SCLK) nach dem Synchronisationssignal (SYNC) ausgegeben wird.
5. Dekodierschaltkreis nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Gray-Binär-Wandlervorrichtung (22) zum Umwandeln der Gray-kodierten Da­ tensignale in einen Binärcode.
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