DE69317721T2

DE69317721T2 - Magnetbandspeichereinheit mit verbesserter Datenlese-Möglichkeit mit Hilfe einer Gruppe von mehreren Leseelementen

Info

Publication number: DE69317721T2
Application number: DE69317721T
Authority: DE
Inventors: Erik Solhjell
Original assignee: Tandberg Data AS
Current assignee: Tandberg Data AS
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1993-01-15
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-01-16
Also published as: US5392170A; DE69317721D1; EP0590226B1; EP0590226A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Magnetspeichereinheit mit verbesserten Möglichkeiten, Daten zu lesen, gerichtet.

Beschreibung des Standes der Technik

Bei Magnetdatenspeichervorrichtungen, so wie Platten- und Bandlaufwerken, ist es ein Weg, die Kapazität zu vergrößern, wenn man die Anzahl der Spuren, auf die aufgezeichnet wird, erhöht. Sowohl Platten- als auch Bandlaufwerke haben während der letzten zwanzig Jahre einen dramatischen Zuwachs in der Anzahl aufgezeichneter Spuren gesehen (oftmals gemessen als Anzahl von Spuren, auf denen pro Zoll Medium aufgezeichnet wird). Obwohl die Kapazität auch anders erhöht worden ist, so wie durch einen Zuwachs an linearer Bit-Dichte und/oder durch das Verfahren des Datenkodierens, bevorzugen die Laufwerkgestalter sehr oft eine Zunahme in der Spurdichte, da die Verringerung beim, beispielsweise, Signal-Rauschen-Verhältnis (S/N) weniger schwerwiegend ist als wenn zum Beispiel bei gleicher erfahrener S/N-Reduktion die lineare Dichte erhöht wird.
Jedoch kann das Erhöhen der Spurdichte schwierig sein, wenn die Toleranzen des Magnetsystems und des Laufwerks selbst derart sind, daß während einer Ausleseoperation der Lesekopf der aufgezeichneten Spur nicht folgen kann. Zum Beispiel kann bei einem Plattenlaufwerk die aufgezeichnete Spur nicht einem genauen Kreis folgen, wenn sich die Platte dreht. Aufgrund von Fehlern beispielsweise beim Spindelmotor oder bei der mechanischen Gestaltung der Spindelaufhängung, kann die Platte zittern. Die aufgezeichnete Spur wird damit keinem exakten Kreis folgen, sondern einem Weg, der um die ideale Kreisspur zittert (sehr oft mit einer Bewegung, die einer Sinuskurve ähnelt).
Figur 1 zeigt einen Teil des idealen Spurweges (als eine gerade Linie gezeichnet), und eine punktierte Linie, die den tatsächlichen Weg der aufgezeichneten Spur während nachfolgender Leseoperationen zeigt.
Dasselbe Problem der Spurpositionstoleranz tritt für Bandlaufwerke auf. Zum Beispiel wird für in Längsrichtung aufgezeichnete Spuren, wobei jede Spur in der Richtung des sich bewegenden Bandes aufgezeichnet wird, die Spur während einer späteren Leseoperation nicht dem exakten Weg folgen, der sie während der Schreiboperation gefolgt ist. Wieder wird sie typischerweise einer Kurve folgen, die sich um die ursprünglich aufgezeichnete Spur ändert. Ein Teil des Grundes für dieses Verhalten ist die Tatsache, daß die Bandposition typischerweise durch zwei oder mehr Bandführungen gesteuert wird, und es gibt oftmals ein geringes Spiel zwischen den Kanten des Bandes und den Führungen. Zusätzlich, wenn das Band über den Kopf läuft, hat es normalerweise keine Führung und kann leicht weg von der nominalen, korrekten Position "schwimmen".
Somit kann die Spurdichte nicht über bestimmte Grenzen hinaus vergrößert werden, die wenigstens teilweise durch das Medium selbst festgelegt sind und teilweise durch die mechanische Gestaltung und Grenzen im Laufwerk, wenn nicht Verfahren für Verbesserungen eingeführt werden, um diese Positionsvariationen zu reduzieren. Bei Plattenlaufwerken ist ein sehr übliches Verfahren gewesen, ein eingebettetes Servosystem zu verwenden. Obwohl die tatsächliche Implementation unterschiedlich sein kann, ist das Grundprinzip das, daß die Platte voraufgezeichnete Information enthält (entweder auf einem getrennten Plattenteller oder kombiniert mit der Datenfläche). Dieses Servoinformation wird von dem Plattenlaufwerk gelesen, wenn sich die Platte dreht, und wird verwendet, jegliche kleinen schnellen Abweichungen von der korrekten Position zu korrigieren. Oftmals wird eine Elektromagnet benutzt, um den Kopf schnell zur korrekten Position zu bewegen.
Bei diesem Verfahren wird der Lesekopf, wenn er Daten von der Platte liest, typischerweise immer noch einer Kurve folgen, die um die ursprünglich aufgezeichnete Spur zentriert ist, jedoch ist die Abweichung von der ursprünglichen Kurve reduziert, und der Lesekopf ist somit in der Lage, die Daten zurückzulesen.
Laufwerke mit Schrägspuraufzeichnung (wie Videolaufwerke) verwenden oftmals ein unterschiedliches Servoprinzip, bei dem Abweichungen von der korrekten Position von dem Laufwerk gelesen werden, was wiederum die Bandgeschwindigkeit leicht erhöht oder erniedrigt, bis der Lesekopf exakt zurück auf der Spur ist.
Bandlaufwerke, die in Längsrichtung aufzeichnen, so wie Bandlaufwerke für 1/4"-Kassetten (oftmals als QIC-Laufwerke bezeichnet) haben hauptsächlich auf mechanischen Verbesserungen in der Bandkassette oder dem Laufwerk selbst vertraut, um die Anzahl der Spuren zu erhöhen. Jedoch werden nun Systeme, die Bänder mit speziell voraufgezeichneter Servomformation verwenden, eingeführt. Das Laufwerk wird speziell gestaltete Köpfe mit mehreren Kanälen haben. Jeder Kanal hat einen bestimmten Abstand von anderen Kanälen. Während Schreib- oder Leseoperationen wird einer der Kanäle einer aus einem Satz voraufgezeichneter Servoinformationsspuren folgen, während die anderen Kanäle Daten schreiben oder lesen werden Der Kanal, der verwendet wird&sub1; um die Servospurinformation zu erfassen, wird diese Information nutzen, um zu bestimmen, ob der Kopf der Servospur korrekt folgt. Wenn nicht, wird die Information von dem Servokopf von dem Laufwerk benutzt werden, um den Kopf wieder auf die korrekte Position einzurichten. Viele Verfahren können für diese Repositionieroperation verwendet werden, einschließlich der Verwendung eines kleinen Elektromotors oder eines schnellen Schrittmotors.
Figur 2 zeigt die Vorderseite eines typischen QIC-Laufwerkkopfs, der so gestaltet ist, daß er einer solchen Servooperation folgt. Er hat drei Kanäle, jeden mit zwei Leseelementen RA, RB, RC und einem Schreibelemente WA, WB, WC, wobei abwechselnd einer der Kanäle zur Zeit verwendet wird, um einer Servospur zu folgen, während entweder einer oder zwei der anderen Kanäle zum Aufzeichnen oder Lesen benutzt werden. Die Servomformation wird normalerweise während der Herstellung auf dem Band voraufgezeichnet.
Somit kann, wie oben beschrieben, die Anzahl beschriebener Spuren durch Verwendung eines Servosystertis, das die kleinen Variationen, die bei jeder Art von System auftreten werden, korrigiert, erhöht werden. Um jedoch die Anzahl der Spuren weiter zu vergrößern, nimmt die Komplexität der Servosysteme oftmals drastisch zu. Auch sind bei vielen Anwendungen die Kosten und/oder Leistungsanforderungen für ein Servosystem nicht akzeptabel.
Im Dokument JP-A-56 54631 (D1) wird ein Magnetlesegerät offenbart, das in der Lage ist, Spurvariationen zu korrigieren. Das Gerät ordnet mehrere Magnetköpfe in Bewegungsrichtung des Magnetbandes an. Wenn sich das Band bewegt, ist das System in der Lage zu erfassen, welcher der Magnetköpfe sich in der optimalen Position in bezug auf das Band befindet. Eine solche Erfassung muß durchgeführt werden, indem die Amplitude der Signale analysiert wird, die von den verschiedenen Magnetköpfen zur Verfügung gestellt werden. In dem Fall, daß das Signal eines bestimmten Magnetkopfes niedrig wird, schaltet das System als eine Folge auf einen davon verschiedenen Magnetkopf über. Somit kann die Spurvariation auf dem Magnetpunkt kompensiert werden, indem zu dem Magnetkopf übergeschaltet wird, der sich in der besten Position in bezug auf die Spur, von der gelesen werden soll, befindet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine Erhöhung der Spurdichte ohne Verwenden eines Servosystems ermöglichen werden. Das Verfahren und die Vorrichtungen können auch zusammen mit einem Servosystem verwendet werden, um selbst größere Spurdichten möglich zu machen, ohne die Notwendigkeit eines noch verfeinerten Servodesigns.
Die Erfindung wird basierend auf der Verwendung mit in Längsrichtung aufgezeichneten Bändern beschrieben werden; sie ist jedoch auch geeignet zur Verwendung mit anderen Magnetaufzeichnungsvorrichtungen, so wie (Video) -Bandrekordern mit Schrägspurauf zeichnung und Magnetplatten. Sie kann auch zur Verwendung mit optischen Plattensystemen geeignet sein.
Das grundlegende Konzept der Erfindung besteht darin, das Problem zu überwinden, daß der Lesekopf manchmal nicht genau über den aufgezeichneten Spuren positioniert ist, weil man einen Satz von Leseköpfen in leicht unterschiedlichen Positionen relativ zueinander hat, wobei jeder versucht, die Spur zu lesen. Die Information, die von jedem einzelnen Lesekopf gelesen wird, wird an eine logische Einheit geschickt, um zu bestimmen, ob die gelesene Information die gewünschte Information ist (d.h. ein Datenblock mit der nächsten Adresse in einer Sequenz, die der jüngst gelesenen Adresse folgt). Wenn dies der Fall ist, wird sie von der elektronischen Einheit in normaler Weise benutzt. Information, die nicht korrekt ist, wird einfach nicht beachtet.
Bevor die Einzelheiten beschrieben werden, ist es auch wichtig zu erwähnen, daß die Erfindung auf der durch Tatsachen gestützten Annahme beruht, daß sich die tatsächliche Spurposition nicht zu schnell ändern kann. Es braucht immer eine bestimmte Zeit des Band- und Plattenlaufs, damit eine Spur, von der gelesen werden soll, sich von einer von der Mitte abweichenden Spurposition zu der anderen (gegenüberliegenden) von der Mitte abweichenden Spurposition bewegt. In vielen Fällen, einschließlich Band- oder Plattenlaufwerken, hängt die Häufigkeit der Änderungen von den spezifischen Aufzeichnungsmedien und von laufwerkbezogenen Größen ab, so wie der Spulengröße und der Bandgeschwindigkeit (oder der Plattengröße und der Plattengeschwindigkeit). Zum Beispiel haben Tests für ein Bandlaufwerk für 1/4"-Kassetten gezeigt, daß die dynamische Variation der momentanen Spurposition recht gut genahert durch die Summe einer Gruppe aus Sinuswellen mit unterschiedlichen Amplituden und Frequenzen beschrieben werden kann. Für die am meisten üblichen Geschwindigkeiten und Kassettentypen ist die niedrigste Sinusfrequenz typischerweise in der Größenordnung von 10 - 50 Hz und die höchste Frequenz um 200 - 400 Hz. Jedoch liegt der dominante Frequenzbereich typischerweise geringer als 100 - 120 Hz.
Für andere Medien und Laufwerke werden sich die Frequenz und das Amplitudenmuster ändern; jedoch basiert die Erfindung auf der Annahme, daß das Muster in einem großen Ausmaß vorhersagbar und wiederholbar ist.
Die Erfindung basiert auch auf der Tatsache, daß für fast alle Arten der Datenaufzeichnung die Daten in kleine Gruppen oder Blöcke aufgeteilt werden, bevor aufgezeichnet wird. Typischerweise kann jede Gruppe durch irgendeine Art Adresse oder Blockzahl erkannt werden, und jeder Block Daten hat normalerweise spezielle Zeichen, die verwendet werden, um festzulegen, daß der Datenblock korrekt gelesen worden ist (CRC). Zusätzlich sind bei vielen Anwendungen Datenblöcke in Rahmen gruppiert. Dies ist in Figur 3 gezeigt, die das Layout des QIC-2GB-Bandformats zeigt.
Im QIC-2GB-Standard werden Daten sequentiell in Blöcken entlang jeder Spur.aufgezeichnet, eine Spur zur Zeit. Wie in Figur 3 gezeigt, enthält jeder Block spezielle Information, wie Blockadressbytes, Steuerbytes (CRO) usw. zusätzlich zu den Datenbytes.
Gruppen von Blöcken werden zusammen in Rahmen aufgezeichnet. Dies ist auch in Figur 3 gezeigt. Jeder Rahmen enthält 16 Blöcke, bestehend aus 14 Datenblöcken und zwei speziellen Fehlerkorrekturblöcken. Die Fehlerkorrekturblöcke können von dem Bandlaufwerk verwendet werden, um einen oder selbst zwei der 14 Datenblöcke in dem Rahmen wiederzugewinnen, für den Fall, daß das Laufwerk diesen Block (oder 2 Blöcke) nicht korrekt lesen kann.
Daher werden entlang jeder Spur kleine Gruppen aus Datenblökken aufgezeichnet, die wieder in Rahmen gruppiert sind. Andere Bandsysteme und Plattensysteme können leicht unterschiedliche Layouts verwenden. Das gemeinsame Merkmal ist, daß alle Systeme Daten in Blöcke gruppieren, wobei jeder eindeutig durch irgendeine Art von Numeriersystem definiert ist. Auch, da jeder Block spezielle Steuer- oder Prüfbytes (CRC) enthält, kann beim Lesen eines Blockes das Laufwerk feststellen, ob die Leseoperation gut war.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1, wie oben angemerkt, zeigt einen idealen (nominalen) Spurweg in einer durchgezggenen Linie und den tatsächlichen Weg einer aufgezeichneten Spur, gezeigt in einer gestrichelten Linie, wie es in einem herkömmlichen Laufwerksystem auftritt, wie oben bemerkt.
Figur 2 ist eine schematische Draufsicht auf einen herkömmlichen Lesekopf-Aufbau für ein Bandlaufwerk für 1/4"-Kassetten, ausgestaltet zur Verwendung mit einem Servosystem, wie oben angemerkt.
Figur 3 ist eine schematische Darstellung, die das Layout des Rahmen- und Blockformates für den QIC-2GB-Bandstandard zeigt, wie oben angemerkt.
Figur 4 veranschaulicht in schematischer Weise ein Prinzip, auf dem die Erfindung beruht, daß die Zeit, die erforderlich ist, damit sich das Speichermedium zwischen Maximalpositionen bewegt, größer ist als die Zeit, die erforderlich ist, einen Datenblock zu lesen.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Kopfaufbaus, der gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung gebaut ist, einschließlich sowohl Lese- als auch Schreibelementen.
Figur 6A ist eine schematische Darstellung, die die herkömmliche Anordnung eines einzelnen Leseelementes relativ zu einer aufgezeichneten Spur zeigt.
Figuren 6B - 6F zeigen jeweils verschiedene Ausführungsformen der Leseelement-Konfigurationen, angeordnet gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung.
Figur 7 ist ein schematisches Blockschaubild der Verarbeitungselektronik für Signale, die erhalten worden sind, indem die Leseelemente verwendet wurden, die gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung angeordnet und aufgebaut sind.
Figuren 8A und 8B veranschaulichen den Betrieb dualer Abschnitte eines Datenkanalpuffers in der Schaltung der Figur 7.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Beobachtung, daß die Zeit zum Lesen eines Blockes kürzer sein wird als die typische Zeit, die das Band benötigt, um sich von einer maximalen von der Mitte abweichenden Verlagerungsposition zu der gegenüberliegenden zu bewegen, wie es in Figur 4 gezeigt ist. Die Gebiete zwischen jeweiligen Linien parallel zu dem nominalen Weg, die durch diese maximal laufen, ist das Verlagerungsgebiet, d.h. der Bereich oder das Gebiet, in dem erwartet werden kann, daß eine gegebene Spur gefunden wird.
In Figur 4 wird angenommen, daß die Spur, von der gelesen werden soll, der Linie von A nach B folgt, wobei A und B die gegenüberliegende maximale Verlagerung von der idealen Spurlinie darstellen. Wie bereits angemerkt wird das Band einige Zeit benötigen, um sich von der Verlagerungsposition A zu der Verlagerungsposition B zu bewegen. Es wird angenommen, daß diese Zeit länger ist als die Zeit, die benötigt wird, einen Block zu lesen, wie in Figur 4 angegeben.
Die tatsächliche Zeit von A nach B wird sich abhängig von dem Typ des verwendeten Mediums, der Geschwindigkeit, der Laufwerksgestaltung usw. ändern. Jedoch sollte für eine gegebene Gestaltung die Länge eines Blockes so gewählt werden, daß die Zeit, ihn zu lesen, immer kürzer ist als die Zeit, die gebraucht wird, um sich von der maximalen Verlagerung der Spur zu der gegenüberliegenden zu bewegen.
Die Erfindung basiert auf den oben dargestellten Grundsätzen und der Verwendung eines Satzes von Leseköpfen, die sehr nahe zusammenliegend angeordnet sind. Dies ist in Figur 5 gezeigt.
Die Konfiguration, die in Figur 5 gezeigt ist, ist eine von mehreren möglichen Konfigurationen. Sie zeigt das grundlegende Prinzip der Erfindung. Ein Schreibspalt (entweder Wa oder Wb, abhängig von der Richtung, in der sich das Band bewegt), wird verwendet, um die Spur zu beschreiben. Der Lesespalt, der normalerweise aus einem Einzelspalt besteht, wird durch zwei oder mehrere Spalte ersetzt, die sich sehr nahe beinander befinden. Figur 5 zeigt eine Zeichnung mit drei Spalten, einem Mittelspalt Rc, einem oberen Spalt, der mit Ro bezeichnet ist und einem unteren Spalt, der mit Ru bezeichnet ist. Bei einer herkömmlichen Aufzeichnung ohne ein Servosystem würden die Toleranzen des Systems so gestaltet sein, daß der mittlere Lesekanal Rc immer die aufgezeichnete Spur lesen könnte. Wenn die Spuren jedoch extrem eng werden und sich nahe beieinander befinden, besteht eine nicht vernachlässigbare Wahrscheinlichkeit, daß der mittlere Lesespalt tatsächlich vollständig oder teilweise außerhalb der aufgezeichneten Spur liegen kann oder sogar auf eine Nachbarspur zugreift.
Gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung überdecken die drei Köpfe ein solch weites Gebiet, daß wenigstens einer von ihnen immer die Daten korrekt lesen wird (jedoch nichtnotwendigerweise immer derselbe Lesekopf). Manchmal können zwei der Köpfe Daten korrekt lesen, oder in manchen Fällen werden dies alle drei tun (abhängig von der Gestaltung und von den Toleranzen). Das wichtige Merkmal der Erfindung ist es, ein System zu haben, das andauernd das Lesen aller (drei) Lesespalte überwacht und die Daten auswählt, die es von dem Lese-
TEXT FEHLT zwei Leseelemente C verwendet werden, die sich unter Abstand voneinander und so, daß sie teilweise überlappen, angeordnet sind. Die Leseelektronik muß so gestaltet sein, daß sie den Unterschied in der Lesezeit zwischen den beiden Elementen behandeln kann.
Figur 6D zeigt die Erfindung, wie sie implementiert ist, indem drei Leseelemente verwendet werden, die nebeneinander angeordnet sind. Zwei Versionen sind gezeigt. Drei Elemente D1 können verwendet werden, die ein Gebiet breiter als die Spurbreite überdecken, oder drei Elemente D2 können verwendet werden, die ein Gebiet überdecken, das ungefähr dasselbe ist wie die Spurbreite.
Figur 6E zeigt auch die Erfindung, wie sie mit Verwenden dreier Leselemente E implementiert ist, jedoch ist in diesem Fall das mittlere Element in bezug auf die beiden anderen Elemente leicht versetzt, und die Elemente überlappen auch teilweise.
Figur 6F zeigt die Erfindung, wie sie mit fünf Leseelementen F implementiert ist.
Die Beispiele, die in den Figuren 68 - 6F gezeigt sind, sind nicht die einzigen Lesekopf-Konfigurationen, die zur Verwendung mit der Erfindung geeignet sind. Die Fachleute werden in der Lage sein, Leseelemente in verschiedenen anderen Konfigurationen anzuordnen. Der wichtige Faktor ist es, wenigstens zwei Elemente zu verwenden und die entsprechende Elektronik so zu gestalten, daß die Lesedaten von allen (im Minimum zwei) Lesekanälen überwacht werden und die korrekten Daten kontinuierlich an den Rest der Antriebselektronik geliefert werden.
Die Lesekonfigurationen, die in Figur 6B - 6F gezeigt sind, werden normalerweise mit (einem) Schreibabschnitt(en), wie in Figur 5 gezeigt, kombiniert werden, um einen vollständigen Lese/Schreibkopf zu bilden.
Wie in Figur 5 und 6B - 6F gezeigt, besteht das grundlegende Konzept dieser Erfindung darin, den üblichen einzelnen Lesekopf durch zwei oder mehr Leseelemente zu ersetzen, die so angeordnet werden, daß wenigstens eines der Elemente immer die aufgezeichnete Spur abdecken wird, ungeachtet von Variationen der Spurpositionen, und gleichzeitig Elektronik in dem Laufwerk vorliegen wird, die zwischen den Lesedaten von jedem Elemente unterscheiden und kontinuierlich die korrekten Daten für die Leseoperation äuswählen kann.
Figur 7 zeigt ein Blockschaubild des grundlegenden Systems der Erfindung. Jedes Leseelement 1 ist über einen Verstärker 1A mit einem Datenlesekanal 2 verbunden, der wiederum die Daten an einen Digitalkanalpuffer 3 gibt. Jeder Lesekanal versucht, jeden Block zu lesen. Jedesmal, wenn ein neuer Block korrekt in einen Puffer 3 gelesen worden ist, signalisiert der Puffer 3 an den Hauptcontroller 4 über eine Signalleitung 5, daß ein neuer Block verfügbar ist. Der Hauptcontroller 4 wird dann aus dem Puffer 3 die Adresse des Blockes auslesen. Wenn diese Adresse dem nächsten gewünschten Block in der Datensequenz entspricht, wird der Controller 4 den gesamten Block aus diesem Puffer in seinen Hauptspeicher 7 über eine Datenleitung 8 und einen Schalter 5, der von dem Controller 4 betätigt wird, lesen. Er wird dann auf ein Signal von dem selben oder einem der Datenpuffer 3 für den nächsten Block in der Sequenz warten.
Der Hauptcontroller 4 ist so eingerichtet, daß er in der Lage ist, andauernd den Status jedes Lesekanals (über die Signalleitungen) zu überwachen. Dies wird es dem Controller 4 ermöglichen festzustellen, ob ein neuer Block in einen Kanalpuffer 3 gelesen worden ist, ob er korrekt eingelesen worden ist und ob der Block die korrekte Blockadresse hat. Wenn die Antworten auf alle diese Fragen "Ja" sind, hat dann der Hauptcontroller 4 die Möglichkeit, die Daten von dem Kanaldatenpuffer 3 über den Schalter 5 in den Hauptspeicher 7 zu überführen.
Für die Implementation der Erfindung, die mehr als zwei Leseelemente verwendet, wird jedes zusätzliche Leseelemente dieselbe Lesekanalkonfiguration haben, wie sie in Figur 7 gezeigt ist.
Der Lesekanal, der in Figur 7 gezeigt ist, ist etwas vereinfacht. Tatsächliche Implementationen können variieren, abhängig von den Systemanforderungen. Für die meisten Systeme kann es notwendig sein, jeden Kanaldatenpuffer 3 groß genug zu gestalten, daß er die Daten von zwei Blöcken enthalten kann. Auf diese Weise kann der Hauptcontroller 4 Daten von einem Block (zum Beispiel Block N) in den Hauptspeicher 7 überführen, während gleichzeitig der Kanal sich im Prozeß des Lesens der Inhalte von Block N+1 in den Kanalpuffer 3 befindet. Diese duale Operation jedes Kanaldatenpuffers kann leicht erreicht werden, indem jeder Kanaldatenpuffer als zwei parallele Puffer gestaltet wird, wie es in den Figuren 8A und 8B gezeigt ist. Zur selben Zeit, wenn der Block N aus dem Bereich 2 des Kanalpuffers 3 ausgelesen wird, wird der Block N+1 in den Abschnitt 1 eingeladen. Danach wird der Block N+1 aus dem Bereich 1 in den Hauptspeicher 7 ausgelesen, während Daten im Block N+2 in den Abschnitt 2 des Kanalpuffers 3 geladen werden.
Die Systemarbeitsweise wird in weiteren Einzelheiten durch das folgende Beispiel erklärt werden. Es wird angenommen, daß das System 10 Datenblöcke lesen wird, die von 100 bis 109 numeriert sind. Es wird auch angenommen, daß ein System mit zwei Leseelementen verwendet werden wird, die mit Leseelement A und Leseelement B bezeichnet werden. Es wird weiter angenommen, daß sich die Position der Lesespur ändert, so daß machmal beide Kanäle in der Lage sind, die Daten zu lesen und manchmal nur ein Kanal lesen kann. Die Arbeitsweise kann unter Verwendung des folgenden Diagramms beschrieben werden, wobei von oben herab im Diagramm nach unten gelesen wird:
Die Arbeitsweise wird grundsätzlich dieselbe sein, wenn eine Lesesystem mit drei oder mehr Elementen verwendet wird. Wie es der Fall für das System mit zwei Leseelementen, in Figur 7 gezeigt, war, wird jedes Leseelement in einem System mit drei oder mehr Elementen mit seinem eigenen unabhängigen Lesekanal und Blockpuffer verbunden werden. Der Hauptcontroller wird andauern den Status von allen Kanälen überwachen und wird jeden Datenblock aus dem ersten Kanal auswählen, der ihn verfügbar macht.
Mit dieser Erfindung ist es möglich, Daten korrekt von aufgezeichneten Spuren zu lesen, selbst in dem Fall von Systemen, in denen die Spurposition sich sehr weitgehend aus der nominalen Position zum Zeitpunkt des Auf zeichnens geändert hat. Die Einzelheiten der Implementation des Kopfaufbaus und des Rests des Systems werden von bestimmten Systemanforderungen abhängen. Wie bereits erwähnt, kann dieses bezüglich des Lesens redundante System mit mehreren Köpfen auch zusammen mit herkömmlichen Servospurfolgeresystemen verwendet werden, wobei in diesen Fällen die Anforderungen, die an die Servooperation gestellt werden, abgesenkt werden können.
Obwohl die Verwendung der Erfindung hierin so beschrieben worden ist, daß sie auf die Magnetaufzeichnung angewendet wird, wird es auch möglich sein, diese Erfindung im Zusammenhang mit optischen Aufzeichnungssystemen zu benutzen. Die Magnet-Leseelemente werden dann durch optische Leseelemente ersetzt werden, so gestaltet, daß sie in der Lage sein würden, den optisch aufgezeichneten Spuren in der Weise zu folgen, wie es in den Figuren 6A - 6F gezeigt ist.
Wenn die Leseelemente unter einigem Abstand angeordnet sind (siehe zum Beispiel Figur 6E), können manche Leseelemente einen Block früher lesen als andere Leseelemente. Es ist tatsächlich für ein System möglich, daß ein Leseelement den Block N+1 zur selben Zeit oder selbst früher lesen könnte als ein anderes Leseelement den Block N liest. Der Hauptcontroller 4 kann in diesem Fall so gestaltet werden, daß er jeden Block an seiner korrekten Position in den Hauptspeicher speichert, ungeachtet der Abfolge beim Lesen der Blöcke.

Claims

1. Verfahren zum Lesen von Daten, die in einer Vielzahl von Blöcken enthalten sind, welche in einer Abfolge in einer Vielzahl von Spuren auf einem Speichermedium angeordnet sind, das sich entlang einem nominalen Weg bewegt, wobei jede Spur eine Breite hat, die im wesentlichen senkrecht zu dem nominalen Weg liegt, wobei die Bewegung des Speichermediums bewirkt, daß die Spuren über eine Verlagerungsfläche abweichen, die ungefähr auf dem nominalen Weg zentriert ist, wobei diese Verlagerungsfläche jeweilige von der Mitte abweichende Maxima auf gegenüberliegenden Seiten des nominalen Wegs hat und jeder Block eine Länge in einer Richtung des nominalen Wegs der Art hat, daß die Zeit, einen Block zu lesen, geringer ist als die Zeit, die für eine Spur erforderlich ist, sich zwischen den Maxima zu bewegen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Anordnen einer Vielzahl von Leseelementen (1) relativ zu dem Speichermedium, so daß jedes der Leseelemente wenigstens einen Teil der Spurbreite einer Spur, auf der gelesen werden soll, überdeckt, wobei jedes der Leseelemente einen Lesekanal (2) hat, der diesem eindeutig zugeordnet ist;

Lesen der Daten, wobei alle Leseelemente (1) gleichzeitig verwendet werden, so daß alle Lesekanäle (2) einen Datenblock enthalten, der von dem Leseelement gelesen wird, das dem Lesekanal zugeordnet ist;

Überwachen der Lesekanäle (2) und Auswählen eines zuerst ankommenden, korrekt gelesenen Blocks aus den Lesekanälen, der der nächste in der Abfolge ist, anschließend an einen zuvor ausgewählten Block;

Speichern des ausgewählten Blockes an einem Speicherort (7) der zu seinem Ort in der Abfolge korreliert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jeder der Lesekanäle einen Pufferspeicher (3) umfaßt und wobei jeder Pufferspeicher (3) einen ersten und zweiten Speicherabschnitt umfaßt, wobei das Verfahren die zusätzlichen Schritte aufweist:

Abwechselndes Eingeben aufeinanderfolgender Datenblöcke, die von einem Leseelement gelesen werden, das einem Lesekanal (2) zugeordnet ist, in den ersten und zweiten Speicherabschnitt des Pufferspeichers (3) in dem Lesekanal (2); und

Lesen eines Datenblockes aus einem der Speicherabschnitte des Pufferspeichers (3) in dem Lesekanal (2), während ein Datenblock in den anderen der Speicherabschnitte des Pufferspeichers in dem Lesekanal eingegeben wird.

3. Lesevorrichtung für einen Datenspeicher- und -wiedergewinnungssystem, wobei das Datenspeicher- und -wiedergewinnungssystem ein Speichermedium bat, das entlang einem nominalen Weg bewegbar ist, wobei das Speichermedium eine Vielzahl von Datenblöcken aufweist, die in einer identifizierbaren Abfolge einer Vielzahl von Spuren angeordnet sind, wobei jede eine Spurbreite hat, die im wesentlichen senkrecht zu dem nominalen Weg ist, wobei die Bewegung des Speichermediums bewirkt, daß die Spuren über eine Verlagerungsfläche abwandern, die ungefähr auf dem nominalen Weg zentriert ist, wobei die Verlagerungsfläche jeweilige von der Mitte abweichende Maxima auf gegenüberliegenden Seiten des nominalen Wegs hat und jeder Block eine Länge in Richtung des nominalen Weges der Art hat, daß die Zeit, die benötigt wird, einen Block zu lesen, geringer ist als die Zeit, die für eine Spur erforderlich ist, sich zwischen den Maxima zu bewegen, wobei die Lesevorrichtung aufweist:

eine Vielzahl von Leseelementen (1) , die relativ zu dem Speichermedium angeordnet sind, so daß jedes der Leseelemente wenigstens einen Teil der Spurbreite einer zu lesenden Spur überdeckt;

eine Vielzahl von Lesekanälen (2), die jeweils eindeutig den Leseelementen (1) zugeordnet sind;

wobei alle Leseelemente (1) gleichzeitig verwendet werden, um die Blöcke zu lesen, so daß alle Lesekanäle (2) einen Datenblock enthalten, der von dem Leseelement gelesen wird, welches dem Lesekanal zugeordnet ist;

eine Einrichtung (4) zum Überwachen der Lesekanäle und zum Auswählen eines zuerst ankommenden, korrekt gelesenen Blockes aus den Lesekanälen, der in der Abfolge der nächste ist, anschließend an einen zuvor ausgewählten Block; und

eine Einrichtung (7) zum Speichern des ausgewählten Blockes an einem Speicherort, der zu seiner Position in der Abfolge korreliert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) entlang einer einzelnen Linie angeordnet ist und in Kombination einen Bereich überdeckt, der größer ist als die Spurbreite.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) zwei ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) drei ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) fünf ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) entlang einer einzigen Linie angeordnet ist und in Kombination ein Gebiet kleiner als die Spurbreite überdeckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) zwei ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) drei ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Leseelemente (1) entlang zweier Linien angeordnet sind, die sich senkrecht zu dem nominalen Weg erstrecken, wobei wenigstens ein Leseelement in einer der Linien wenigstens ein Leseelement in der anderen der Linien überlagert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) zwei ist, wobei ein Leseelement auf jeder der Linien angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) drei ist, wobei zwei der Leseelemente auf einer der Linien angeordnet sind und eines der Leseelemente auf der anderen der Linien angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 3, die weiterhin einen Pufferspeicher (3) aufweist, der in jedem der Lesekanäle (2) angeordnet ist, wobei jeder Pufferspeicher einen ersten und zweiten Speicherabschnitt hat und jeder Kanal eine Einrichtung zum abwechselnden Eingeben aufeinanderfolgender Datenblöcke in den ersten und zweiten Speicherabschnitt und eine Einrichtung zum Lesen eines Datenblockes aus einem der Speicherabschnitte aufweist, während ein Datenblock in den anderen der Speicherabschnitte eingelesen wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Vielzahl der Leseelemente (1) auf einem Lesekopf angeordnet ist und wobei der Lesekopf auch wenigstens ein Schreibelement enthält.

16. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Speichermedium ein Magnetspeichermedium ist, bei dem die Leseelemente (1) Induktionsspaltleseelemente sind.