JPH07231262A

JPH07231262A - ビタビ復号方式およびビタビ復号器ならびにデータ記録再生装置

Info

Publication number: JPH07231262A
Application number: JP6021428A
Authority: JP
Inventors: Terumi Takashi; 輝実高師; Yasuhide Ouchi; 康英大内; Seiichi Mita; 誠一三田; Akihiko Hirano; 章彦平野; Naoki Sato; 直喜佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1995-08-29
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: US5659309A; JP3174212B2

Abstract

(57)【要約】【目的】従来方式より高速動作が可能なビタビ復号技
術を提供する。【構成】ピーク更新時に減算器2,加算器3 からセレク
タ4,5 を経て入力される再生信号と基準値との演算結果
を記憶するラッチ6,7 と、ラッチ6,7 内の数値と再生信
号との大小比較を行うコンパレータ8,9 と、コンパレー
タ8,9 が条件を満足しない場合に、ラッチ6,7 の数値を
更新するOR10,DFF15と、コンパレータ8,9の出力から極
性の変化を検出するAND11,12,RS-FF13,OR14,DFF16 と、
ピーク更新信号P の状態によってクロックHCLKによるカ
ウント動作が制御されるカウンタ17と、ピーク更新時、
カウンタ17で示された位置に極性反転信号C に応じて"
1" をセットするシフトレジスタ31を設け、ラッチ6,7,
コンパレータ8,9,OR10,DFF15による更新・判定操作と、
現在の再生信号に対する減算器2,加算器3 の演算を独立
させたビタビ復号器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビタビ復号技術および
データ記録再生技術に関し、特に、磁気記憶装置等にお
ける信号再生に使用されるビタビ復号器の演算方式、お
よび、その実施装置に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記憶装置等では、高密度記録
にともなう信号再生回路の高信頼化を実現するため、RO
GER W.WOOD等による「Viterbi Detection of Class IV
Partial Response on a Magnetic Recording Channel」
(IEEE Transactions on communications.VOL.COM-34,N
o.5,MAY 1986 p.p.454-461)に記載のような、再生信号
の相関性を利用したビタビ復号方式による信号再生回路
が採用されるようになってきた。ビタビ復号方式は、サ
ンプリングされた再生信号であるサンプルデータをもと
に、データの復号を行う方式であって、時刻n とそれ以
前の時刻n-p でのサンプルデータの振幅差を演算したの
ち、振幅差と基準値とを比較し、基準値以上で判定の極
性が反転した場合に"1" 、それ以外を"0" とする復号方
式である。

【０００３】以下、図８および図９により、従来のビタ
ビ復号器の構成と動作を説明する。図８は、従来のビタ
ビ復号器の構成図を示したものであって、1 はサンプリ
ング回路、51は記憶回路、52は減算器、53はセレクタ、
54、55はコンパレータ、56、57は排他的論理和回路(EOR
と略す) 、58はフリップフロップ(DFFと略す) 、59は数
値K までカウントできるカウンタ、60はアドレス記憶回
路、61、62はセレクタ、63はK 個の格納領域を有するラ
ンダムアクセスメモリ(RAMと略す) を示している。

【０００４】サンプリング回路1 は、磁気記憶媒体から
得られる再生信号をサンプリングクロックHCLKがトリガ
されるごとに、サンプルデータX(n)に変換する( 以下、
時刻n のサンプルデータをX(n)と表す) 。ビタビ復号器
は、サンプルデータX(n)、および、X(n-p)の振幅差と基
準値とを比較し、比較結果によって、データの復号を行
うものである。記憶回路51は、時刻n-p のサンプルデー
タX(n-p)を記憶しており、減算器52は、振幅差を得るた
め、X(n)とX(n-p)との減算 X(n)-X(n-p) を行う。コン
パレータ54、コンパレータ55は、振幅差と基準値("±Vt
h"または"0")との振幅比較を行うものであって、コンパ
レータ54は、X(n)-X(n-p)>Vth 、あるいは、X(n)-X(n-
p)>-Vthの時"H" を、コンパレータ55は、X(n)-X(n-p)>0
の時"H"を、それぞれ出力する。この判定結果をもと
に、EOR56 は、以下の条件で、ピーク更新信号P="H" と
し、各種状態の更新を行う。

【０００５】( 条件1)コンパレータ54の出力="H"、か
つ、コンパレータ55出力="L"の時すなわち、 Vth<X(n)-X(n-p)、X(n)-X(n-p)<0 ( 条件2)コンパレータ54の出力="L"、かつ、コンパレー
タ55出力="H"の時、すなわち、-Vth>X(n)-X(n-p)、X(n)-X(n-p)>0 EOR57 は、判定する極性の方向が変化したことを示す回
路で、コンパレータ55の出力とX(n)-X(n-p) の極性を記
憶したDFF58 の出力が不一致の時に、EOR57 の出力が"
H" になる。カウンタ59は、サンプリングクロックHCLK
がトリガされるごとに、0 からK を順次カウントアップ
し、K になった後、再度0 からカウントを開始するもの
である。アドレス記憶回路60は、ピーク更新信号P="H"
→"L" の時、カウンタ59の数値を記憶する。セレクタ61
は、RAM63 のアドレスを発生するもので、ピーク更新信
号P="H" の時、アドレス記憶回路60の数値を、"L" の
時、カウンタ59の出力を、RAM63 のアドレスとして出力
する。RAM63 は、指定されたアドレスのデータを復号デ
ータとして出力した後、セレクタ62の出力のデータを記
憶する。したがって、ピーク更新信号P="L" の時、RAM6
3 に記憶されたデータは、カウンタ59の発生するアドレ
スによって、復号データとして順次出力される。一方、
ピーク更新信号P="H" の時、アドレス記憶回路60に記憶
されたアドレスのRAM63 のデータは、セレクタ62を介し
て、EOR57 の出力値に書き換えられる。この書き換えら
れるデータは、復号データが"1" であれば、再度書き換
えられることなく、RAM63 から読み出されるが、"0" で
あれば、復号データとして出力される前に再度書き換え
られ、"0" が記憶されることになる。

【０００６】例えば、ビタビ復号器に、図９のような再
生信号が入力されたとすると、各回路の状態は、以下の
ようになる。再生信号は、サンプリングクロックの立上
りエッジでサンプリングされ、図中●の位置でサンプル
データに変換される。ピーク更新信号P="H" となる点
は、図中○で示され、記憶回路51にはYpで示される値が
記憶される。減算器52で演算された振幅差は、図中矢印
の長さで示され、この振幅差をコンパレータ54、コンパ
レータ55で判定し、EOR56 により、ピーク更新点が決定
される。ピーク更新信号P="H" の時、アドレス記憶回路
60に記憶されたアドレスのRAM63 の数値は、演算結果 X
(n)-X(n-p) の極性が変化した場合"1" 、それ以外は"
0" がセットされる。この操作は、時刻0,2,4 のよう
に、X(n)-X(n-p) の極性が変化した場合に、"1" が判定
され、時刻5,6 のように、ピーク更新が行われても、演
算結果の極性が変化しなかったため、"0" と判定されて
いる。このような演算を繰り返すことで、復号データ
は、判別誤りの少ない、高信頼のデータとなる。

【０００７】以上述べたように、従来のビタビ復号器
は、X(n)-X(n-p) の演算を行った後、基準値と比較し、
比較した結果によりデータの判別を行う構成となってお
り、高信頼のデータ判別回路を提供していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ビタビ
復号器は、データの判別誤りが低減でき、信号再生の高
信頼化が達成できる。しかし、上記、従来技術における
ビタビ復号器は、Vth<X(n)-X(n-p) 、X(n)-X(n-p)<0 、
または、-Vth>X(n)-X(n-p)、X(n)-X(n-p)>0 の判定式を
使っていたため、X(n)-X(n-p) を演算したのち、該演算
結果と基準値との比較、さらに、該比較結果の判定後、
X(n-p)の更新を行っていた。これらの演算・比較・更新
の処理は、現在の入力であるX(n)に対する演算操作が含
まれるため、次のサンプルデータが入力されるまで、す
なわち、動作クロック1 周期以内で完了させる必要があ
る。この動作上の制約は、動作クロック周波数が低い場
合、回路の処理時間が動作クロック1 周期に比べ小さい
ため、問題にならないが、動作クロック周波数が高い場
合、回路の演算時間が動作クロック周期を越え、動作ク
ロック1 周期内で完了することができなくなるため、従
来のビタビ復号器は、高速動作の実現が困難であった。

【０００９】本発明の目的は、従来に比べ高速動作が可
能なビタビ復号技術を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、回路の構成要素に対
する要求性能を必要以上に高くすることなく、入力デー
タのサンプリング周波数を大きくしてデータ復号速度を
向上させることが可能なビタビ復号技術を提供すること
にある。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、再生系にビタ
ビ復号技術を用いたデータ記録再生技術において、再生
データの高速な転送処理を実現することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、従来のビタビ復号器の判定式とは異な
る、並列演算可能な判定技術を用いるビタビ復号技術を
考案した。

【００１３】すなわち、時刻n の再生信号をX(n)、時刻
n-p の再生信号をX(n-p)、基準値をVth とすると、ビタ
ビ復号器の判定式を以下のようにした。

【００１４】判定方向が負の場合： X(n-p)-Vth < X(n) < X(n-p) ・・・式１判定方向が正の場合： X(n-p) < X(n) < X(n-p)+Vth ・・・式２具体的に、これらの演算処理を行うため、一例として、
以下の手段を設けた。判定方向が負の場合にX(n-p)-Vt
h、正の場合にX(n-p)を記憶する第１の記憶手段と、判
定方向が負の場合にX(n-p)、正の場合にX(n-p)+Vthを記
憶する第２の記憶手段を設けた。また、再生信号X(n)が
第１の記憶手段に記憶された値より大きい時に真を出力
する第１の大小比較手段と、再生信号X(n)が第２の記憶
手段に記憶された値より小さい時に真を出力する第２の
大小比較手段を設けた。第１の大小比較手段が偽、か
つ、第２の大小比較手段が真の時、判定方向を負から正
に変更し、第１の大小比較手段が真、かつ、第２の大小
比較手段が偽の時、判定方向を正から負に変更する判定
方向検出手段を設けた。第１の大小比較手段と第２の大
小比較手段とがともに偽の場合に、判定方向検出手段の
示す判定方向によって、第１および第２の記憶手段の更
新を行う更新手段を設けた。

【００１５】上記以外の判定式によっても、本発明の目
的を実現するビタビ復号器が構成できる。

【００１６】すなわち、時刻n の再生信号をX(n)、時刻
n-p の再生信号をX(n-p)、基準値をVth 、とすると、ビ
タビ復号器の判定式を以下のように設定することも可能
である。

【００１７】判定方向が負の場合：X(n) < X(n-p)-Vth 、 X(n-p) < X(n)・・・式３判定方向が正の場合：X(n) < X(n-p) 、 X(n-p)+Vth < X(n)・・・式４これらの演算処理を実現するため、判定方向が負の場合
X(n-p)-Vth、正の場合X(n-p)を記憶する第３の記憶手段
と、判定方向が負の場合X(n-p)、正の場合X(n-p)+Vthを
記憶する第４の記憶手段を設けた。また、再生信号X(n)
が第３の記憶手段に記憶された値より小さい時に真を出
力する第３の大小比較手段と、再生信号X(n)が第４の記
憶手段に記憶された値より大きい時に真を出力する第４
の大小比較手段を設けた。第３の大小比較手段が真、か
つ、第４の大小比較手段が偽の時、判定方向を負から正
に変更し、第３の大小比較手段が偽、かつ、第４の大小
比較手段が真の時、判定方向を正から負に変更する判定
方向検出手段を設けた。第３の大小比較手段または第４
の大小比較手段が真の場合に、判定方向検出手段の示す
判定方向によって、第３および第４の記憶手段の更新を
行う更新手段を設けた。

【００１８】

【作用】本発明のビタビ復号器の判定式は、判定方向に
よって、X(n-p)-Vth<X(n)<X(n-p)、または、X(n-p)<X
(n)<X(n-p)+Vth、で示される。ここで、基準値Vth は、
決められた数値であるため、ピーク更新時に、X(n-p)-V
thの演算をあらかじめ行い、演算結果を保持しておく。
これにより、ビタビ復号器の判定式は、演算処理と、比
較・更新の処理に分割されるため、従来に比べ演算処理
時間だけ、高速化が達成できる。

【００１９】これらに対応して各手段は、以下のように
作用する。第１の記憶手段は、判定式の左辺であるX(n-
p)-Vth、あるいは、X(n-p)を記憶し、また、第２の記憶
手段は、判定式の右辺であるX(n-p)、あるいは、X(n-p)
+Vthを、それぞれピーク更新時に演算後の数値を記憶す
る。第１の大小比較手段は、第１の記憶手段に記憶され
た数値とサンプルデータX(n)との比較を行い、第２の大
小比較手段は、第２の記憶手段に記憶された数値とサン
プルデータX(n)との比較を行う。判定方向検出手段は、
再生信号の判定時の極性を示すものであって、ピーク更
新時の演算式を決定する。さらに、更新手段は、第１の
記憶手段、第２の記憶手段に対し同時に作用し、第１の
大小比較手段、第２の大小比較手段がともに、偽の場合
に記憶手段の数値を更新する。以上の手段を設けること
により、ビタビ復号器の判定式は、演算処理と、比較・
更新処理とに分割でき、ビタビ復号器の高速化を達成で
きる。

【００２０】後者の発明のビタビ復号器の判定式（式
３，４）は、前者の発明の判定式（式１，２）の条件を
逆転したものであるため、前者の発明のビタビ復号器と
同様、高速動作が実現できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２２】（実施例１）図１は、本発明の一実施例で
あるビタビ復号器の構成の一例を示す概念図である。

【００２３】図１において、1 はサンプリング回路、2
は減算器、3 は加算器、4 、5 はセレクタ、6 、7 はラ
ッチを表し、8 、9 はコンパレータ、10、14は論理和回
路(OR)、11、12は論理積回路(AND) 、13はリセット- セ
ットフリップフロップ(RS-FF) 、15、16は遅延型フリッ
プフロップ(DFF) 、17はカウンタ、18はデコーダ、19〜
22は論理積回路(AND) 、23〜26はセレクタ、27〜30は遅
延型フリップフロップ(DFF) 、31はシフトレジスタを示
している。

【００２４】サンプリング回路1 は、磁気記録媒体から
得られる再生信号を、サンプリングクロックHCLKがトリ
ガされるごとに、離散時間データであるサンプルデータ
Ｘ（ｎ）に変換する。以後、ビタビ復号器は、サンプリ
ングクロックＨＣＬＫがトリガされることで復号演算を
実行する。コンパレータ8 は、サンプルデータX(n)とラ
ッチ6に記憶された数値( 記憶された数値をVaとする)
とを比較し、X(n)<Va の時"H"を、X(n)≧Vaの場合に"L"
を出力する。コンパレータ9 は、サンプルデータX(n)
とラッチ7 に記憶された数値( 記憶された数値をVbとす
る) とを比較し、X(n)>Vb の時"H" を、X(n)≦Vbの場合
に"L" を出力する。これらのコンパレータの出力によっ
て、OR10は、コンパレータ8 とコンパレータ9 の出力が
どちらか"H" の時に、DFF15 の入力を"H" とし、サンプ
リングクロックHCLKのトリガによって、DFF15 を介し
て、ピーク更新信号P を"H" にする。この条件を判別式
と対比すると、ピーク更新信号P は、Vb<X(n)<Vaの時
に"H" となる。一方、RS-FF13 は、判定すべき再生信号
の極性を示す極性選択信号S を出力するものであって、
極性選択信号S="H" の時、再生信号の負極性側を、"L"
の時、再生信号の正極性側を判定していることを示して
いる。具体的に、判定方向と各コンパレータの出力との
対応は、図２に示すようになっており、コンパレータ8
、9 の出力は、同時に"H"になることはない。AND11 、
AND12 は、コンパレータ8 、コンパレータ9 の比較結果
と現在の極性選択信号S によって、次の時刻での極性選
択信号S を決定するものである。ラッチ6 は、ピーク更
新信号P="H" 時、サンプルデータX(n-P)、あるいは、X
(n-p)-Vthの数値を記憶する。セレクタ4 、5 の選択信
号は、図３に示すような真理値表で示される。この真理
値表より、選択信号は、コンパレータ8の出力であるこ
とがわかる。したがって、記憶される数値は、コンパレ
ータ8 の出力により決定し、セレクタ4 は、コンパレー
タ8="L" の時、減算器2 によって演算した数値X(n-p)-V
thを、"H" の時、X(n-p)を選択し、ラッチ6 に記憶す
る。同様に、ラッチ7 は、ピーク更新信号P="H" 時、サ
ンプルデータX(n-p)、あるいは、X(n-p)+Vthを記憶する
ものであって、コンパレータ8="L" 時、X(n-p)を、"H"
の時、加算器3 で演算した数値X(n-p)+Vthを、セレクタ
5 で選択し、ラッチ7に記憶する。

【００２５】以上の判定信号をもとに、OR14、DFF16 、
カウンタ17、シフトレジスタ31によって、再生信号の復
号を行う。カウンタ17は、ピーク更新信号P="L" の時、
サンプリングクロックHCLKがトリガされるごとに、１ず
つカウントアップを行い、ピーク更新信号P="H" の
時、"0" にリセットする。OR14は、極性選択信号S が変
化した場合に"H" となる極性反転信号C を生成し、サン
プリングクロックHCLK入力後、DFF16 を介してシフトレ
ジスタ31に出力される。極性反転信号C は、図３に示す
真理値表で生成される。極性反転信号C="H" の時、シフ
トレジスタ31の各DFF27 〜30のうち、カウンタ17の数値
で与えられる位置のビットを"H" にセットする。ビット
の設定方法は、カウンタ17で与えられる数値をデコーダ
18によって設定する位置を判別し、デコーダ18とAND19
〜22とを接続する信号のうち１つだけ"H"(その他は"L")
にし、極性反転信号C をセレクタ23〜26に出力する。こ
こでは、カウンタ17の出力="0"の時AND19 、"1" の時AN
D20 、"2" の時AND21 、"3" の時AND22 が、それぞれ選
択されるものとする。例えば、カウンタ17の出力が"2"
であったとすると、デコーダ18は、AND21 と接続される
信号を"H" にし( 他は"L")、極性反転信号C をセレクタ
25に出力する。セレクタ23〜26の選択信号のうち１つだ
け"H" となったセレクタ( 上述の例ではセレクタ25)
は、DFF の入力を"H" にする( 上述の例ではDFF29)。以
上の処理を繰り返すことにより、ビタビ復号器で復号さ
れたデータは、シフトレジスタ31の最終ビット(DFF30)
から出力される。

【００２６】以上述べたビタビ復号器の各時刻での動作
を、図４に示すような再生信号が入力されたものとして
詳述する。説明の都合上、初期状態の極性選択信号S
は"L"、ラッチ6 の記憶している数値Vaは"-Vth"、ラッ
チ7 の記憶している数値Vbは"0" を記憶しているものと
する。

【００２７】時刻0) X(0)>0 ：判定値更新。時
刻1 でピーク更新信号P 、極性反転信号C 発生。

【００２８】時刻1) X(1)>X(0)-Vth ：判定値更新な
し。

【００２９】時刻2) X(2)<X(0)-Vth ：判定値更新。時
刻3 でピーク更新信号P 、極性反転信号C 発生。

【００３０】時刻3) X(3)<X(2)+Vth ：判定値更新な
し。

【００３１】時刻4) X(4)>X(2)+Vth ：判定値更新。時
刻5 でピーク更新信号P 、極性反転信号C 発生。

【００３２】時刻5) X(5)<X(4)-Vth ：判定値更新。時
刻6 でピーク更新信号P 、極性反転信号C 発生。

【００３３】時刻6) X(6)<X(5) ：判定値更新。時刻
7 でピーク更新信号P 発生。

【００３４】時刻7) X(7)<X(6) ：判定値更新。時刻
8 でピーク更新信号P 発生。

【００３５】時刻8) X(8)>X(7)+Vth ：判定値更新。時
刻9 でピーク更新信号P 、極性反転信号C 発生。

【００３６】時刻9) X(9)>X(8)-Vth ：判定値更新な
し。

【００３７】時刻10) X(10)>X(8)-Vth：判定値更新な
し。

【００３８】時刻11) X(11)<X(8)-Vth：判定値更新。時
刻12でピーク更新信号P 発生。

【００３９】各時刻において、ピーク更新信号P と極性
反転信号C により、カウンタ値、シフトレジスタ値は図
４に示すように変化する。例えば、時刻1 では、極性反
転信号C="H" のため、カウンタ値="1"で示されるシフト
レジスタ31のビット1(DFF28)が、"H" にセットされる。
ここで、図４に示したカウンタ値の表記は、各時刻で制
御された結果を示しているため、この例では、時刻0 の
カウンタ値が時刻1 でセットされるビットを示してい
る。以上の処理を続けると、セットされたデータは、ビ
ット3 に到達し、復号データとして出力される。( この
例では、復号データは、記録データに対してサンプリン
グクロック5 クロック後に出力されている。)このよう
に、本実施例のビタビ復号器によれば、ラッチ6,7 およ
びOR10、DFF15 等によるピーク更新のための比較・更新
の処理ループや、極性反転の検出処理に、サンプルデー
タX(n)に対する減算や加算動作を行う減算器2 、加算器
3 等の演算処理が介在しないため、高速な動作が可能と
なる。

【００４０】言い換えれば、回路の構成要素の動作性能
を必要以上に高くすることなく、目的のサンプリング周
波数によるデータ復号処理が可能となり、設計の容易化
およびビタビ復号器の価格の低減を実現できる。

【００４１】（実施例２）次に、本発明の他の実施例を
示し、その動作を説明する。図５は、本発明の他の実施
例であるビタビ復号器の構成の一例を示す概念図であ
る。

【００４２】図５において、40、41はセレクタを示し、
その他、前述の実施例１と同じものには、同一の番号を
付した。構成は、ほぼ図１に示したものと同一である
が、セレクタ40、41を設けていることが異なる。サンプ
リング回路1 は、再生信号をサンプリングし、コンパレ
ータ8 、コンパレータ9 にサンプルデータを出力する。
この場合、記憶回路6 、記憶回路7 に記憶されている数
値は、図１と同一で、記憶回路6 に記憶される数値は、
減算器2 で演算された数値X(n-p)-Vth、あるいは、サン
プルデータX(n)であって、セレクタ4 の選択結果によっ
て決定される。図１の実施例では、ピーク更新信号P を
直接、記憶回路6 のクロック端子に入力していたが、本
実施例では、記憶回路6 のクロック端子は、サンプリン
グクロックHCLKを入力し、ピーク更新信号P によりシフ
トレジスタ31の選択信号を制御し、ピーク更新信号P'="
H"の時、セレクタ4 の出力を、また、"L" の時、記憶回
路6の出力をそれぞれ、記憶回路6 に入力する。したが
って、ピーク更新信号P'="L"の時、記憶回路6 の数値は
保持され、"H" の時、セレクタ4 の出力を記憶する。同
様に、記憶回路7 もピーク更新信号P'によって、記憶回
路7 の保持、セレクタ5 の出力を記憶する。その他の構
成は、図１と同一に動作し、ここでは説明を省略する。

【００４３】以上述べた本実施例は、図１で述べた実施
例と同一に動作するが、図１の実施例よりも、DFF15 が
比較・更新の制御に関与していないため、より高速に動
作可能である。

【００４４】（実施例３）図６は、本発明のさらに他の
実施例であるビタビ復号器の構成の一例を示す概念図で
ある。本実施例では、大小比較条件を変更しても同様に
本発明のビタビ復号器が構成可能であることを示す。

【００４５】図６において、90、91はコンパレータ、9
2、93は反転回路を示し、他のものは、図１と同一のも
のには同符号を付した。コンパレータ90は、レジスタ6
の出力VaとサンプルデータX(n)との大小比較を行い、X
(n)≧Vaの時に"H" を出力するものである。また、コン
パレータ91は、レジスタ7 の出力VbとサンプルデータX
(n)との大小比較を行い、X(n)≦Vbの時に"H" を出力す
るものである。反転回路92、93は、コンパレータ90、91
のディジタルレベルを反転するものであって、反転回路
の入力が、"H" の時"L" を、"L" の時"H" を出力する。
ここで、反転回路92の出力は、コンパレータ90の出力を
反転したもの、つまり、大小比較X(n)<Va の時、"H" と
なる信号である。また、反転回路93の出力は、コンパレ
ータ91の出力を反転したもので、大小比較X(n)>Vb の
時"H" となる信号である。

【００４６】以上の本実施例の構成と、図１の実施例１
の構成とを比較すると、コンパレータ8 、9 が、それぞ
れコンパレータ90、91および、反転回路92、93で置き換
わっていることが容易に理解できる。したがって、本実
施例は、前述の実施例１の大小比較条件を変更し、前記
実施例と同一に動作する。

【００４７】（実施例４）図７は、本発明のビタビ復号
器を用いたデータ記憶再生装置の構成の一例を示す概念
図である。

【００４８】図７において、70は記録媒体、71は記録／
再生アンプ、72は自動利得制御回路(AGC) 、73はローパ
スフィルタ(LPF) 、75は等化器（EQ) 、76は可変周波数
発振器(VFO) 、77は分周器、78は反転回路、79、80は前
述の実施例１〜３に例示された本発明のビタビ復号器、
81はセレクタ、82はコントローラ、83はホストコンピュ
ータである。これらの動作を説明する。ホストコンピュ
ータ83がデータを記録する場合、インターフェースを介
して、記録番号とデータを組み合わせ、コントローラ82
に送出する。コントローラ82は、記録番号から記録媒体
70の記録領域を計算すると共に、データにチェック用デ
ータを付加した後、符号化を行って記録データを作成す
る。記録データは、記録媒体70の記録領域に対し記録／
再生アンプ71を介して、記録媒体70上に記録される。

【００４９】一方、ホストコンピュータ83が記録したデ
ータを再生したい場合、ホストコンピュータ83は、イン
ターフェースを介して、再生番号とデータの再生要求を
コントローラ82に送る。コントローラ82は、再生番号か
らデータの記録されている領域を計算し、記録媒体70か
らの再生動作を行う。再生された信号は、記録／再生ア
ンプ71を介して、AGC72 に入力される。AGC72 は、再生
信号の振幅変動を吸収し、信号振幅を一定にするように
働く。LPF73 は、不要な信号帯域の雑音を除去し、サン
プリング回路1 に入力する。サンプリング回路1 は、再
生信号をサンプリングし、等化器75で信号波形の整形を
行う。VFO76 は、サンプリングクロックをEQ75の出力か
ら生成するものである。分周器77は、サンプリングクロ
ックを半分の周波数に分周し、ビタビ復号器79の動作ク
ロックを生成する。ビタビ復号器80の動作クロックは、
ビタビ復号器79の動作クロックの逆位相であり、反転回
路78により生成される。したがって、ビタビ復号器79
は、再生信号の偶数サンプルの信号を再生し、ビタビ復
号器80は、奇数サンプルの信号を再生する。得られた偶
数サンプルと奇数サンプルの再生データをセレクタ81で
再度、直列化し、コントローラ82に出力する。コントロ
ーラ82は、再生データに含まれる記録時のチェック用デ
ータから復号誤りがないか判定を行う。誤りがなけれ
ば、再生されたデータは、インターフェースを介して、
ホストコンピュータ83に送出される。

【００５０】本実施例のデータ記録再生装置によれば、
ビタビ復号器によるデータ再生時の信頼性向上と、ホス
トコンピュータ83に対するデータ転送速度向上が達成で
きる。

【００５１】例えば、記録媒体70に対して、パーシャル
・レスポンス方式を用いて高密度記録を行う場合に、信
頼性の高い信号再生方式を実現できる。その場合には、
記録データの記録媒体70に対する書込みに際してプリコ
ード処理を施すことで、データ再生時の誤りをより効果
的に防ぐことができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明のビタビ復号器によれば、従来の
ビタビ復号器に比較して高速動作が可能になる、という
効果が得られる。例えば、従来の回路構成に比べ、動作
速度を30％程度の高速化が達成できる。また、回路の構
成要素に対する要求性能を必要以上に高くすることな
く、入力データのサンプリング周波数を大きくしてデー
タ復号速度を向上させることができる、という効果が得
られる。

【００５３】本発明のデータ記録再生装置によれば、再
生系にビタビ復号技術を用いた場合に、再生データの高
速な転送処理を実現することができる、という効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるビタビ復号器の構成の
一例を示す概念図である。

【図２】その作用の一例を示す説明図である。

【図３】その作用の一例を示す説明図である。

【図４】その作用の一例を示す線図である。

【図５】本発明の他の実施例であるビタビ復号器の構成
の一例を示す概念図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例であるビタビ復号器
の構成の一例を示す概念図である。

【図７】本発明の一実施例であるデータ記録再生装置の
構成の一例を示す概念図である。

【図８】従来のビタビ復号器の構成の一例を示す概念図
である。

【図９】従来のビタビ復号器の動作の一例を示す説明図
である。

【符号の説明】

1 …サンプリング回路（サンプリング手段）、2 …減算
器、3 …加算器、4,5…セレクタ（選択手段）、6 …ラ
ッチ，記憶回路，レジスタ（第１の記憶手段：更新手
段）、7 …ラッチ，記憶回路，レジスタ（第２の記憶手
段：更新手段）、8 …コンパレータ（第１の大小比較手
段）、9 …コンパレータ（第２の大小比較手段）、10…
論理和回路（更新手段）、11,12 …論理積回路、13…リ
セット- セットフリップフロップ、14…論理和回路、15
…遅延型フリップフロップ（更新手段）、16…遅延型フ
リップフロップ、17…カウンタ（計数手段）、18…デコ
ーダ、19〜22…論理積回路、23〜26…セレクタ、31…シ
フトレジスタ、40,41 …セレクタ、90…コンパレータ
（第３の大小比較手段）、91…コンパレータ（第４の大
小比較手段）、92…反転回路（第３の大小比較手段）、
93…反転回路（第４の大小比較手段）、70…記録媒体、
71…記録／再生アンプ（記録再生増幅手段）、72…自動
利得制御回路（信号振幅安定化手段）、73…ローパスフ
ィルタ（フィルタ手段）、75…等化器（等化手段）、76
…可変周波数発振器（クロック再生手段）、77…分周
器、78…反転回路、79…ビタビ復号器、80…ビタビ復号
器、81…セレクタ、82…コントローラ（制御手段）、83
…ホストコンピュータ（上位装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平野章彦神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者佐藤直喜神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再生信号からデータを再生するビタビ復
号方式であって、時刻n(ただし、n は整数) の再生信号
X(n)と、時刻n-p(ただし、p は1 以上の整数) の再生信
号X(n-p)、および、判定振幅Vth を用いて、判定式X(n-
p)-Vth<X(n)<X(n-p)、あるいは、判定式X(n-p)<X(n)<X
(n-p)+Vthの判定を行い、該判定結果によって、前記再
生信号X(n-p)の更新、時刻n+1 の再生信号X(n+1)に適用
される前記判定式の選択、および、データの再生を行う
ことを特徴とするビタビ復号方式。
【請求項２】再生信号からデータを再生するビタビ復
号方式であって、時刻n(ただし、n は整数) の再生信号
X(n)と、時刻n-p(ただし、p は1 以上の整数) の再生信
号X(n-p)、および、判定振幅Vth を用いて、判定式X(n-
p)-Vth>X(n)、X(n)>X(n-p) 、あるいは、判定式X(n-p)>
X(n) 、X(n)>X(n-p)+Vth の判定を行い、該判定結果に
よって、前記再生信号X(n-p)の更新、時刻n+1 の再生信
号X(n+1)に適用される前記判定式の選択、および、デー
タの再生を行うことを特徴とするビタビ復号方式。
【請求項３】再生信号からデータを再生するビタビ復
号方式であって、時刻n(ただし、n は整数) の再生信号
X(n)と、時刻n-p(ただし、p は1 以上の整数) で決定し
た数値Ｋとの大小比較を行い、該大小比較結果により数
値Ｋを更新するとともに、データの再生を行うことを特
徴とするビタビ復号方式。
【請求項４】再生信号からデータを再生するビタビ復
号器であって、時刻n-p(ただし、p は1 以上の整数) の
再生信号をX(n-p)、判定振幅をVth とすると、時刻n(ただし、n は整数) の再生信号X(n)に対し、X(n)
>X(n-p)-Vth 、あるいは、X(n)>X(n-p) の場合に真とな
る第１の大小比較手段と、時刻n の再生信号X(n)に対
し、X(n)<X(n-p) 、あるいは、X(n)<X(n-p)+Vth の場合
に真となる第２の大小比較手段と、前記第１および第２
の大小比較手段が同時に偽であった場合にX(n-p)を時刻
n の再生信号X(n)とする更新手段と、前記第１および第
２の大小比較手段の比較結果が、判定式X(n)<X(n-p)-Vt
h 、あるいは、判定式X(n)>X(n-p)+Vth を満たす場合
に、時刻n+1 の再生信号X(n+1)に適用される判定式とし
て該判定式を選択する選択手段とからなる第１の構成、時刻n(ただし、n は整数) の再生信号X(n)に対し、X(n)
<X(n-p)-Vth 、あるいは、X(n)<X(n-p) の場合に真とな
る第３の大小比較手段と、時刻n の再生信号X(n)に対
し、X(n)>X(n-p) 、あるいは、X(n)>X(n-p)+Vth の場合
に真となる第４の大小比較手段と、前記第３あるいは第
４の大小比較手段が真であった場合にX(n-p)を時刻n の
再生信号X(n)とする更新手段と、前記第３および第４の
大小比較手段の比較結果が、判定式X(n)<X(n-p)-Vth 、
あるいは、判定式X(n)>X(n-p)+Vthを満たす場合に、時
刻n+1 の再生信号X(n+1)に適用される判定式として該判
定式を選択する選択手段とからなる第２の構成、の少な
くとも一方を有することを特徴とするビタビ復号器。
【請求項５】再生信号からデータを再生するビタビ復
号器であって、時刻n-p(ただし、p は1 以上の整数) の
再生信号をX(n-p)、判定振幅をVth とすると、時刻n-p(ただし、n は整数) 、あるいは、該時刻以降で
演算したX(n-p)-Vth、あるいは、X(n-p)を記憶する第１
の記憶手段と、時刻n-p 、あるいは、該時刻以降で演算
したX(n-p)、あるいは、X(n-p)+Vthを記憶する第２の記
憶手段と、時刻n(ただし、n は整数) の再生信号X(n)が
前記第１の記憶手段に記憶された値より大きい場合に真
となる第１の大小比較手段と、時刻n における再生信号
X(n)が前記第２の記憶手段に記憶された値よりも小さい
場合に真となる第２の大小比較手段と、時刻n の再生信
号がX(n)で、前記第１および第２の大小比較手段の結果
が同時に偽であった場合に、前記第１の記憶手段の値を
X(n)、あるいは、X(n)-Vthに更新し、かつ、前記第２の
記憶手段の値をX(n)+Vth、あるいは、X(n)に更新する更
新手段を備えた第１の構成、時刻n-p の再生信号をX(n-p)、判定振幅をVth とする
と、時刻n-p 、あるいは、該時刻以降で演算したX(n-p)
-Vth、あるいは、X(n-p)を記憶する第３の記憶手段と、
時刻n-p 、あるいは、該時刻以降で演算したX(n-p)、あ
るいは、X(n-p)+Vthを記憶する第４の記憶手段と、時刻
n(ただし、n は整数) の再生信号X(n)が前記第３の記憶
手段に記憶された値より大きい場合に真となる第３の大
小比較手段と、時刻n における再生信号X(n)が前記第４
の記憶手段に記憶された値よりも小さい場合に真となる
第４の大小比較手段と、時刻n の再生信号がX(n)で、前
記第３あるいは第４の大小比較手段の結果が真であった
場合に、前記第３の記憶手段の値をX(n)、あるいは、X
(n)-Vthに更新し、かつ、前記第４の記憶手段の値をX
(n)+Vth、あるいは、X(n)に更新する更新手段を備えた
第２の構成、の少なくとも一方を有することを特徴とす
るビタビ復号器。
【請求項６】前記X(n)を更新した時刻と現時刻との時
間差を計数する計数手段と、該計数手段で示される位置
のビットを更新させるシフトレジスタとを設けたことを
特徴とする請求項４または５記載のビタビ復号器。
【請求項７】データを記録再生するデータ記録再生装
置であって、データを記録する記録媒体と、該記録媒体
への該データの記録、および、再生信号の増幅を行う記
録再生増幅手段と、前記再生信号の振幅を一定にする信
号振幅安定化手段と、前記再生信号に含まれる不要な雑
音を除去するフィルタ手段と、前記再生信号のサンプリ
ングを行うサンプリング手段と、前記再生信号の波形整
形を行う等化手段と、前記サンプリング手段のサンプリ
ング信号を再生するクロック再生手段と、前記請求項
４，５または６記載のビタビ復号器と、前記ビタビ復号
器を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするデー
タ記録再生装置。