JPH0472933A

JPH0472933A - 同期パターン検出方法

Info

Publication number: JPH0472933A
Application number: JP2185663A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kunito; 義之國頭
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1992-03-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば磁気ディスク記録再生装置において所
謂バイト単位の同期を確立するためのサーボパターン中
の同期パターンを検出するのに使用して好適な同期パタ
ーン検出方法に関する。

［発明の概要］本発明は、例えば磁気ディスク記録再生装置において所
謂バイト単位の同期を確立するためのサーボパターン中
の同期パターンを検出するのに使用して好適な同期パタ
ーン検出方法に関し、既知の所定ビットのパターン及び
このパターンに続くＮビット　（Ｎは２以上の整数）の
同期パターンを含む入力信号を順次Ｎビットの基準同期
パターンと比較して、この基準同期パターンとのハミン
グ距離がｔ以下（ｔは１以上の整数）の入力パターンが
得られたときにその同期パターンが検出されたと判定す
る同期パターン検出方法であって、その入力信号にビッ
トエラーが無いときに、その入力信号を１ビットづつシ
フトして得られるパターンとのハミング距離の最小値が
２ｔ＋１となるＮビットのパターンをその基準同期パタ
ーンとして使用することにより、その入力信号にｔビッ
トの再生ビットエラーが存在しても正確にその同期パタ
ーンの検出ができるようにしたものである。

［従来の技術］磁気ディスク記録再生装置においは、一般にデータは磁
気ディスクの円周方向にセクター単位に分割されて記録
され、個々のセクターの先頭のサーボパターンの一部に
は１バイト程度の同期パターンが記録されているため、
再生データビットストリームよりその同期パターンを検
出して所謂バイト単位の同期を確立する必要がある。

この場合、その同期パターンの前には例えばオール“０
”やオール“１”等の同期引き込み用のパターンが付加
されていると共に、通常のデータの中にその同期パター
ンと同じパターンがあってもそれを誤って検出しないよ
うに、その同期パターンが存在する領域を指示するため
のウィンドウ信号が生成される。このウィンドウ信号は
ハードセクタ一方式におけるインデックス／セクター信
号等を処理することにより、その再生データビットスト
リームとは独立に生成されるものであり、そのウィンド
ウ信号が非励起の領域で検出された同期パターンを無視
することにより、通常のデータを誤って同期パターンと
して認識することが防止される。

第６図はそのような従来の磁気ディスク装置を示し、こ
の第６図において、（ｔ）及び（２）は夫々全体として
磁気ディスク装置及び磁気ディスクコントローラを示す
。この磁気ディスク装置（ｔ）において、（３）は磁気
ディスク、（４）は増幅器等よりなる再生信号処理回路
、（５）はチャネルコーディング復調回路、（６）はウ
ィンドウ信号発生回路を示し、この復調回路（５）から
は例えばＮＲＺデータよりなりｎビットの同期パターン
を含む再生データビットストリームＤＢが出力され、そ
のウィンドウ信号発生回路（６）からはその同期パター
ンを含む領域で“１″′となるウィンドウ信号Ｗが出力
される。

磁気ディスクコントローラ（２）において、（７）はｎ
ビットのシフトレジスタよりなるスライスレジスタを示
し、このスライスレジスタ（７）の中で磁気ディスク装
置（ｔ）より供給される図示省略されたクロック信号に
同期してその再生データビットストリームＤＢが１ビッ
トづつシフトされ、このレジスタ（７）のｎビットのデ
ータ　（ａＯａ、　　・・・・ａｌｉ−１）が一致検出
回路（８）の一方の入力部に供給されると共に、ｎビッ
ト遅延したそのビットストリームＤＢが信号処理回路（
９）に供給される。

（ｔ０）はｎビットの基準同期パターン（ｂｏｂｌ・・
・・ｂｈ−＋）　（レプリカデータ）を保持するｎビッ
トのレプリカレジスタを示し、この基準同期パターンが
一致検出回路（８）の他方の他方の入力部に供給され、
この一致検出回路（８）からは２個の入力データが一致
したときにハイレベル゛１”となり他の場合はローレベ
ル゛０”となる信号工が生成され、この信号Ｉがアンド
回路（ｔ１）の一方の入力端子に供給される。このアン
ド回路（ｔ１）の他方の入力端子にはウィンドウ信号Ｗ
が供給され、このアンド回路（ｔ１）から信号処理回路
（９）にその信号■とウィンドウ信号Ｗとの論理積であ
るバイト同期信号ＳＢが供給される。

この第６図例によれば、そのウィンドウ信号Ｗが“１”
である期間においてその再生データビットストリームＤ
Ｂの中にその基準同期パターンと完全に一致するパター
ンが検出されたときにのみ同期パターンが検出されたと
判定される。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら従来例においては、再生データビットスト
リームＤＢ中の同期パターンに１ビットでも再生ビット
エラーが存在すると、一致検出回路（８）の出力Ｉはそ
の区間でローレベル“０”のままとなりバイト単位の同
期がとれなくなり、そのセクターのデータの読み取りが
できなくなる不都合がある。この場合、その再生ビット
エラーがノイズ等によるものであるときには、その再生
を繰り返して行う再試行（リトライ）が必要になる。

一方、その再生ビットエラーが磁気ディスク自体の欠陥
（ディフェクト）又はピークシフトに起因するときには
、サーボパターンの書き込み時の書き込み確認（ベリフ
ァイ）によってそのようなエラーが発見されるので、そ
のような欠陥等を避けてサーボパターンを書き直すとい
う動作が必要になる。特に磁気ディスクを複数枚備える
多プラッターシステムにおいてはサーボパターンの同期
パターン中に欠陥が混入する確率が増加するため、書き
直しの頻度が増加する不都合がある。

これに対して、通常のデータそのものはエラー訂正コー
ド（ＥＣＣ）により保護され、数ビ・ソト程度のエラー
は訂正されるようになっているが、同期パターンはエラ
ー訂正が行われず無防備であるため、そのＥＣＣによる
エラー訂正能力が充分に活用されないことも多かった。

本発明は斯かる点に鑑み、再生信号中の同期パターンに
再生ビットエラーが発生しても確実にその同期パターン
が検出できるようにすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明による同期パターン検出方法は、例えば第１図及
び第２図に示す如く、既知の所定ビットのパターン（同
期引き込みパターンＰＬＯ−３ＹＮＣ）及びこのパター
ンに続くＮビット（Ｎは２以上の整数）の同期パターン
５ＹＮＣを含む入力信号を順次Ｎビットの基準同期パタ
ーンＳ。と比較して、この基準同期パターンとのハミン
グ距離がｔ以下（ｔは１以上の整数）の入カバターンが
得られたときにその同期パターンが検出されたと判定す
る同期パターン検出方法であって、その入力信号にビッ
トエラーが無いときに、その入力信号を１ビットづつシ
フトして得られるパターン５Ｊ（Ｊ≠０）とのハミング
距離の最小値が２ｔ＋１となるＮビットのパターンをそ
の基準同期パターンＳ。とじて使用するようにしたもの
である。

［作用］斯かる本発明によれば、その入力信号中の同期パターン
５ＹＮＣにｔビットのビットエラーが発生してもその基
準同期パターンとのハミング距離はｔであるため、その
同期パターン５ＹＮＣが正確に検出される。また、その
入力信号を１ビットづつシフトして得られるパターンと
のハミング距離の最小値が２ｔ＋１となる基準同期パタ
ーンＳ。が使用されているため、その入力信号中のその
同期パターン５ＹＮＣを完全には含まないパターンにｔ
ビットのビットエラーが発生しても、そのパターンを誤
って同期パターン５ＹＮＣとして誤認することがない。

［実施例］以下、本発明の一実施例につき第１図〜第５図を参照し
て説明しよう。本例は磁気ディスクコントローラに本発
明を適用したものであり、この第１図において第６図に
対応する部分には同一符号を付してその詳細説明は省略
する。

第１図は本例の磁気ディスクコントローラを示し、この
第１図において、（ｔ２）及び（ｔ３）は夫々入力端子
であり、これら入力端子（ｔ２）及び（ｔ３）には夫々
図示省略した磁気ディスク装置からＮＲＺデータよりな
る再生データビットストリームＤＢ及びウィンドウ信号
Ｗを供給する。その再生データビットストリームＤＢを
スライスレジスタ（７）の入力端子に供給し、そのスラ
イスレジスタ（７）に保持されているｎビットのデータ
をハミング距離計算回路（ｔ４）の一方の入力部に供給
し、そのスライスレジスタ（７）の出力データを信号処
理回路（９）に供給する。再生時のビットエラー（記録
媒体の欠陥によるものを含む）がない状態でそのスライ
スレジスタ（７）に保持されているデータをスライスデ
ータＳ」　と呼ぶ。

そのハミング距離計算回路（ｔ４）の他方の人力部には
レプリカレジスタ（ｔ０）に保持されているｎビットの
基準同期パターンＳ。（Ｓｏ　　ｓ、　・・・・５ｎ−
２Ｓｈ−１）を供給する。尚、再生データビットストリ
ームＤＢ中の同期パターンは再生時のビットエラーが無
ければそのレプリカレジスタ（ｔ０）に保持されている
基準同期パターンＳ。と一致するが、再生時のビットエ
ラーによってその基準同期パターンとは一致しない場合
があるので、その再生データビットストリームＤＢ中の
同期パターン５ＹＮＣはその基準同期パターンとは区別
する。

そのハミング距離計算回路（ｔ４）は次式によりレプリ
カレジスタ（ｔ０）の基準同期パターンＳ。とスライス
レジスタ（７）のスライスデータＳＪ　との間のハミン
グ距離ｄｏｊを計算する。

（ｊ＝０．　１．　　・・・・、　　ｎ）　　・・・・
（ｔ）式（ｔ）において■演算はｍｏｄ　　２の加算即
ち排他的オア演算を意味する。ハミング距離とは２個の
データの間の異なるビットの個数に相当する。尚、スラ
イスレジスタ（７）のデータは再生時のビットエラーに
よりスライスデータＳ、とは異なる場合があるが、便宜
上第１図及び式（ｔ）ではスライスデータＳｊ　を使用
している。

その計算されたハミング距離ｄ。Ｊは検出判定回路（ｔ
５）に供給され、許容されるビットエラーの数をｔとし
てこの検出判定回路（ｔ５）はそのハミング距離ｄ。ｊ
がｄｏ、≦ｔ　　　　・・・・（２）を充足するときにハイレベル”　１　”となり、そのハ
ミング距離ｄ。ｊがｔを超えるときにローレベル“０”
となる信号Ｊを生成し、この信号Ｊをアンド回路（ｔ７
）の一方の入力端子に供給する。（ｔ６）は闇値設定回
路を示し、この闇値設定回路（ｔ６）がそのｔの値を設
定する。

そのアンド回路（ｔ７）の他方の入力端子にはウィンド
ウ信号Ｗが供給されており、そのアンド回路（ｔ７）の
出力であるバイト同期信号ＳＢは信号処理回路（９）に
供給される。そのバイト同期信号ＳＢはそのウィンドウ
信号Ｗ及び信号Ｊが共に１”であるときにのみ“′１″
になるため、信号処理回路（９）においてはそのバイト
同期信号ＳＢを用いてその再生データビットストリーム
ＤＢを正確なタイミングで処理することができる。

第２図を参照してそれらレジスタ（７）及び（ｔ０）に
夫々保持されているスライスデータＳｊ及び基準同期パ
ターンＳ。の構造につき説明するに、本例の再生データ
ビットストリームＤＢは一連のセクターより構成されて
いる。各セクターは第２図Ｂに示す如く、ギャップ、ｍ
ビット　（ｍ≧ｎ）の同期引き込みパターンＰＬＯ−３
ＹＮＣＳｎビットの同期パターン５ＹＮＣ、識別（ＩＤ
）：］−ド部、ｍビットの第２の同期引き込みパターン
ＰＬＯ−３ＹＮＣＳｎビットの第２の同期パターン５Ｙ
ＮＣ及びデータ部より構成し、これに対応してウィンド
ウ信号Ｗは第２図Ａに示す如く、同期引き込みパターン
ＰＬＯ−ＳＹＮＣの少なくとも後縁部及び同期パターン
５ＹＮＣの全部を含む領域で１′”になり他の領域では
パ０”になるようになす。

また、再生時のビットエラーが生じていない状態では第
２図Ｃに示す如く、その同期引き込みパターンＰＬＯ−
３ＹＮＣはｍビットのオール゛０″のデータより構成さ
れ、その同期パターン５ＹＮＣは基準同期パターンＳ。

と同一のパターン（Ｓｎ−＋　　ｓ、−２・・・・ＳＯ
）より構成されている。その（ｍ＋ｎ）ビットのデータ
　（Ｏ・・・・Ｏ９ｒ＋−１・・・・ＳＯ）から抜き出
されたｎビット分のデータが本例の再生時のビットエラ
ーが生じていない場合のスライスデータＳＪ　（Ｓｊｎ
−１・・・・Ｓ＋＋５ｉｏ）Ｎ＝０．１．　　・＝・ｍ
）である（第２図Ｄ）。このとき、それら（ｍ＋１）個
のスライスデータＳｊの内で、Ｓ、　＝Ｓｆｆｉ、−１
＝・・・・＝Ｓ、、＝（００・・・・０）が成立してい
るので、それらスライスデータＳｊ　の内で独立な値を
採るものは次に示す（ｎ＋１）個となり、コの範囲は０
からｎまでを考慮すればよい。

ｓｏ　　＝　　（ｓｎ−Ｉ　　５ｈ−２５ｈ−３””Ｓ
２　　ｓ、　　５ｏ）Ｓ＋　　”　　（ＯＳｈ−＋　　
５ｈ−２・・・・５３　　Ｓ２　　Ｓ＋）Ｓ２−（００
５ｎ−１・・・・ｓ４　ｓ３　Ｓ２）沢　＝（０００・
・・・　　０　　０　　）」＝０の場合のスライスデー
タＳｏ　は基準同期パターンそのものである。尚、第１
図のスライスレジスタ（７）においては人力されたデー
タはクロクパルスに同期して次第に右側にシフトされて
いるので、第２図と比較して最大桁（ＭＳＢ）と最小桁
（ＬＳＢ）とが左右入れ換えられた形でデータが表示さ
れている。

そして、本例ではその再生データビットストリ−ムＤＢ
中の同期パターン５ＹＮＣにｔビット（ｔは１以上の整
数）のビットエラーが生じてもその同期パターン５ＹＮ
Ｃが検出できるようなされている。

これは第１図において、レプリカレジスタ（ｔ０）に保
持されている基準同期パターンＳ。とスライスレジスタ
（７）中のデータとの間の異なるビットの数即ちハミン
グ距離がｔ以下になったときにその同期パターン５ＹＮ
Ｃを検出したと判定することによって達成される。その
ｔの値を大きくするほど同期不能確率が小さくなるが、
同時に誤同期確率が大きくなる。この誤同期確率とは、
上述のＪ≠０の場合のスライスデータＳｊ又はこれらス
ライスデータのビットエラーの生じたパターンを誤って
その同期パターン５ＹＮＣと認識してしまう確率をいう
。

本例ではそれらスライスデータＳ、（Ｊ≠０）にｔビッ
トの誤りが生じてもその同期パターン５ＹＮＣと誤δ忍
しないよう１ごする。こらはそれらスライスデータＳ、
（ｊ≠０）と基準同期パターンＳ。

との間のハミング距離をｄ。ｊとすると、このハミング
距離ｄ。、の最小値ｄイ、わがｄｆｆｉ＋、、＝　２　ｔ　＋１　　　　・・・・（３
）を充足することで達成される。

第３図を参照して式（３）の意味につき説明するに、基
準同期パターンＳ。を中心として半径がｔの円の内部（
ハミング距離がｔ以下の部分）は同期不能が防止できる
領域である。また、スライスデータＳ、＋　　（ｊ≠０
）の内で最もその基準同期パターンＳ。との間のハミン
グ距離が小さいデータをＳ　ｍｉｎ　とすると、このデ
ータＳ　ｍｉｎ　を中心として半径がｔの円の内部は誤
同期が生じる領域である。この場合、それら２個の円が
接するか又は重なるかすると同期不能を防止できる領域
と誤同期を生じる領域とが重なってしまうので、それら
２個の円の円周の間隔は１である。従って、その基準同
期パターンＳ。とそのデータＳ０゜との間のハミング距
離ｄ　ｍｌｈ　は（２ｔ＋１）となる。

但し、一般には基準同期パターンＳ。の設計時にそのハ
ミング距離の最小値ｄ　ｍｉｈ　が定まるので、式（３
）に基づく次の式（４）よりビット数ｔの値が決定され
、このｔの値が第１図の閾値設定回路（ｔ６）より検出
判定回路（ｔ５）に供給される。

ｔ≦（ｄ、ｌ、、−１）　／２　　　・・・・（４）従
って、ｔを１以上にするには最小ハミング距離ｄ□、。

は少なくとも３以上でなければならない。

更にそのｄ　ｍｉ、、が奇数であればｔの値としては（
ｄｌｌゎ−１）／２を使用することができ、そのｄっ１
、が偶数であればｔの値としては（ｄ□、ゎ２）／２を
使用することができる。また、そのｔの値を式（４）で
定まる上限よりも小さくすれば誤同期確率を低減するこ
とができるが、同時に再生ビットエラーが生じた場合の
同期不能確率が増大する。

一般にその最小ハミング距離ｄ　ｆｆ１ｉｎが設定され
れて且つ同期パターン５ＹＮＣの前の同期引き込みパタ
ーンＰＬＯ−３ＹＮＣの形が定まれば、コンピュータに
よるシュミレーションにより基準同期パターンＳ。

のビット長及びそのパターンが決定される。

第４図はその同期引き込みパターンＰＬＯ−３ＹＮＣが
オール”　Ｏ”であるとして、最小ハミング距離ｄ　１
１１１１が２〜１０であるような基準同期パターンＳｏ
を求めた結果を示す。例えば最小ハミング距離を５にす
るには、基準同期パターンの必要なビット長は９ビット
になり、そのパターンとしては（ｔ０１１１１００１）
、（ｔ１１００１１０１）等の７種類があることが分か
る。そして、この場合は式（４）より同期不能を回避で
きる再生ビットエラーの数であるｔの最大値は２又は１
となるが、同期不能確率を減少させるため本例ではｔと
して２が選択される。同様に最小ハミング距離を１０に
するには、基準同期パターンの必要なビット長は１８ビ
ットになり、そのパターンとしては４種類がある。但し
、最小ハミング距離が２の場合は式（４）よりｔ＝Ｑと
なるので実用的ではない。

尚、同期引き込みパターンＰＬＯ−３ＹＮＣが例えばオ
ール“１”になれば、対応する基準同期パターンは第４
図例とは異なったパターンになる。

上述のように本例によれば、基準同期パターンＳｏ　　
とのハミング距離がｔ以下の再生データビットストリー
ムＤＢが得られたときに同期パターン５ＹＮＣが検出さ
れたと判定すると共に、スライスデータＳ、＋（ｊ≠０
）とのハミング距離の最小値が（２ｔ＋１）（式（３）
参照）であるような基準同期パターンＳ。を使用してい
るので、再生データビットストリームＤＢにｔビットの
再生ビットエラーが生じてもその同期パターン５ＹＮＣ
を確実に検出できる利益がある。この場合、ハミング距
離の最小値が（２ｔ＋１）に設定されているので、本来
同期パターン５ＹＮＣではないスライスデータ５ｊ（Ｊ
≠０）にｔビットの再生ビットエラーが生じてもそれを
誤って同期パターン５ＹＮＣと誤認することがなく、誤
同期確率を同期不能確率と同程度に低く設定することが
できる利益がある。

特に本例のような磁気ディスクコントローラの場合には
、磁気ディスクの欠陥及びピークシフト等によりｔビッ
トの再生ビットエラーが発生しても正確に同期パターン
５ＹＮＣの検出ができ、サーボライト時の書き直しの頻
度を減少させることができるので、磁気ディスクの使用
効率が向上すると共にサーボライトの時間を短縮するこ
とができる。

また、特に多プラッターシステムではサーボゾーンに欠
陥が混入する確率が増大するので、本例の基準同期パタ
ーンの使用は有効である。

次に第１図例のハミング距離計算回路（ｔ４）の具体例
について第５図を参照して説明する。この第５図におい
て、ｎ個の（ｔ８）は夫々排他的オア回路（即ちｍｏｄ
　　２の加算器）を示し、各排他的オア回路（ｔ８）に
は夫々スライスレジスタ（７）のに番目のビット５ｊｋ
（ｋ＝ｏ、１．”・・、ｎ−１）及びレプリカレジスタ
（ｔ０）のに番目のビットＳｋ　を供給し、これら排他
的オア回路（ｔ８）の夫々の出力を加算器（ｔ９）に供
給する。この加算器（ｔ９）は供給されるｎ個の出力の
内でハイレベル゛１″となっている出力の数を合計する
ことによりハミング距離ｄｏ、を求め、このハミング距
離を検出判定回路（ｔ５）に供給する。この第３図例に
よれば、上述のハミング距離の計算が直接に実行される
。

尚、本発明は上述実施例に限定されず本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは勿論である
。

［発明の効果］本発明によれば、基準同期パターンとのハミング距離が
ｔ以下の入カバターンが得られたときに同期パターンが
検出されたと判定するようにしているので、その入力信
号にｔビットのビットエラーが存在しても正確にその同
期パターンの検出ができる利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気ディスクコントローラ
の要部を示す構成図、第２図は第１図例の各部の信号を
示すタイミングチャート図、第３図は実施例の基準同期
パターンの決定方法の説明に供する線図、第４図は実施
例の使用可能な基準同期パターンの例を示す線図、第５
図は実施例のハミング距離計算回路の一例を示す構成図
、第６図は従来の磁気ディスクシステムを示す構成図で
ある。（７）はスライスレジスタ、（ｔ０）はレプリカレジス
タ、（ｔ４）はハミング距離計算回路、（ｔ５）は検出
判定回路、Ｓｏ　は基準同期パターン、Ｓｊ　はスライ
スデータ、ＤＢは再生データビットストリームである。

Claims

【特許請求の範囲】

　既知の所定ビットのパターン及び該パターンに続くＮ
ビット（Ｎは２以上の整数）の同期パターンを含む入力
信号を順次Ｎビットの基準同期パターンと比較して、該
基準同期パターンとのハミング距離がｔ以下（ｔは１以
上の整数）の入力パターンが得られたときに上記同期パ
ターンが検出されたと判定する同期パターン検出方法で
あって、上記入力信号にビットエラーが無いときに、上
記入力信号を１ビットづつシフトして得られるパターン
とのハミング距離の最小値が２ｔ＋１となるＮビットの
パターンを上記基準同期パターンとして使用するように
したことを特徴とする同期パターン検出方法。