JPH1131978A - 復号化装置とその方法、および、データ再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＰＲＭＬにおいて、性能を維持して消費電力を
少なくしたい。 【解決手段】磁気ディスク装置１においては、記録対象
のデータがハードディスクコントローラから入力され、
チャネル符号化部１１によってチャネル符号に変調さ
れ、記録アンプ１２を介して磁気ディスク媒体８０に記
録される。磁気ディスク媒体８０より再生された信号
は、再生アンプ１３で増幅されてＡ／Ｄ変換部１４によ
りデジタル信号に変換され、等化器１５によってＰＲ４
の特性の信号に等化される。また、この等化された信号
に基づいて、ＰＬＬ回路１６によってクロックが生成さ
れる。等化された信号は、非線形量子化器１７によって
離散した値に丸められた後、ビタビデコーダ１８によっ
てデコードされ、チャネル復号化部１９により元の信号
に復元され、図示せぬハードディスクコントローラを経
由して出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消費電力を低減す
ることのできるたとえばビタビデコーダのような復号化
装置とその方法、および、その復号化装置を有し、たと
えば磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスクなどの
磁気記録媒体に記録されている信号を、低消費電力で適
切に再生することのできるデータ再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクなどからの再生信号から情
報を検出する手段として、パーシャルレスポンスと最尤
復号法を組み合わせたＰＲＭＬ(Partial Response Maxi
mum Likelihood) という信号処理法がよく知られてい
る。

【０００３】磁気ディスク装置における、一般的なＰＲ
ＭＬを用いた信号処理回路を図９に示す。図９に示す磁
気ディスク装置９においては、ハードディスクコントロ
ーラから入力されたデータがチャネル符号化部９１によ
ってチャネル符号に変調され、記録アンプ９２を介して
磁気ディスク媒体８０に記録される。そして、磁気ディ
スク媒体８０より再生された信号は、再生アンプ９３で
増幅されてＡ／Ｄ変換部９４によりデジタル信号に変換
され、等化器９５によってＰＲ４の特性の信号に等化さ
れ、ビタビデコーダ９８によってデコードされる。

【０００４】ビタビデコーダは、デジタル的演算処理を
行い、そのサンプルの値だけではなく、前後のサンプル
の値も使って最も確からしい系列を推定することによっ
て情報の検索を行うものであり、加算器、比較器、セレ
クタおよびシフトレジスタなどから構成されている。ま
た、等化器９５で等化された信号に基づいて、ＰＬＬ回
路９６によってクロックが生成される。ビタビデコーダ
９８によってデコードされたデータは、チャネル復号化
部９９により元の信号に復元され、ハードディスクコン
トローラに出力される。

【０００５】このようなＰＲＭＬの種類には、用いるパ
ーシャルレスポンスの種類によって、ＰＲ４，ＥＰＲ４
などが知られており、より複雑な演算をすることによっ
て、高い検出性能を得ることができる。また、ＰＲＭＬ
とチャネル符号を組み合わせ、より高い検出性能を得ら
れるようにしたトレリス符号化ＰＲＭＬ（ＴＣＰＲ）と
いう手法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＰＲＭＬにおいては、消費電力を少なくしたいとい
う要望がある。このようなＰＲＭＬにおいては、高い性
能を得るためには、より複雑な演算が必要となり、その
結果、演算回路の消費電力が増大する傾向にある。たと
えば、ＰＲ４を用いるビタビデコーダに対して、ＥＰＲ
４用のビタビデコーダは数倍の電力を消費する。また、
ＴＣＰＲ用のビタビデコーダでは、さらにそれ以上の電
力を消費する。また、近年の半導体技術の進展により、
このような信号処理ロジック回路は、半導体チップ上に
形成される場合が多くなっているが、その場合に、少し
でも消費電力を低減させたいという要望があり、比較的
演算量の多いこのような復号化回路に対して特に、消費
電力を低減させることが要望されている。

【０００７】したがって、本発明の目的は、性能を維持
した状態で消費電力を低減することのできる復号化装置
を提供することにある。また、本発明の他の目的は、性
能を維持した状態で消費電力を低減することのできる復
号化方法を提供することにある。また、本発明の他の目
的は、低消費電力の復号化装置を有し、これにより本体
の消費電力も低減できるデータ再生装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、ビタビデコーダの入力部に非線形量子化器を挿入す
ることによって、消費電力を低減するようにした。

【０００９】したがって、本発明の復号化装置は、パー
シャルレスポンス（ＰＲ）に基づいた信号を復号化する
装置であって、入力される信号を、ＰＲに基づいて所定
の信号に等化する等化器と、等化された信号の振幅値を
非線形量子化する非線形量子化手段と、特定的にはＣＭ
ＯＳ回路により構成され、非線形量子化された信号のデ
ータ系列に基づいて、たとえばビタビ復号方式などの最
尤復号により元のデータを復号化する復号化手段とを有
する。

【００１０】好適には、等化器は、パーシャルレスポン
スの等化目標値を２の補数表示など所定の２進表現した
時に、全ての等化目標値において共通の値を示すビット
が多く含まれるように前記等化を行う。また好適には、
前記非線形量子化手段は、ＰＲの等化目標値付近の量子
化間隔が、パーシャルレスポンスの等化目標値付近以外
の量子化間隔よりも広くなり、さらに好適には、前記非
線形量子化手段は、異なるパーシャルレスポンスの等化
目標値の間の振幅値を有する信号に対して、他よりも狭
い量子化間隔により前記量子化を行う。

【００１１】また、本発明の復号化方法においては、Ｐ
Ｒに基づいた信号を復号化する方法であって、入力され
る信号を、パーシャルレスポンスに基づいた信号であっ
て、パーシャルレスポンスの等化目標値を２進数で表し
た時に、全ての等化目標値において共通の値を示すビッ
トが多く含まれるように等化を行い、前記等化された信
号の振幅値を、パーシャルレスポンスの等化目標値付近
の量子化間隔が、パーシャルレスポンスの等化目標値付
近以外の量子化間隔よりも広くなるように非線形量子化
し、前記非線形量子化された信号のデータ系列に基づい
て、最尤復号法により元のデータを復号化する。

【００１２】また、本発明のデータ再生装置は、磁気記
録媒体に記録された信号を検出する磁気ヘッド手段と、
前記検出された信号を、パーシャルレスポンスの等化目
標値を２進数で表した時に、全ての等化目標値において
共通の値を示すビットが多く含まれるようなパーシャル
レスポンスに基づいた信号に等化する等化器と、前記等
化された信号の振幅値を、パーシャルレスポンスの等化
目標値付近の量子化間隔が、パーシャルレスポンスの等
化目標値付近以外の量子化間隔よりも広くなるように非
線形量子化する非線形量子化手段と、前記非線形量子化
された信号のデータ系列に基づいて、最尤復号法により
元のデータを復号化する復号化手段とを有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１〜図
５を参照して説明する。本実施の形態においては、磁気
ディスクに信号を記録し再生する磁気ディスク装置であ
って、本発明に係わる復号化装置の一例であるビタビデ
コーダを有する装置について説明する。

【００１４】図１は、その磁気ディスク装置の構成を示
すブロック図である。磁気ディスク装置１は、チャネル
符号化部１１、記録アンプ１２、再生アンプ１３、Ａ／
Ｄ変換部１４、等化器１５、ＰＬＬ回路１６、非線形量
子化器１７、ビタビデコーダ１８およびチャネル復号化
部１９を有する。また、磁気ディスク装置１には、記録
媒体である磁気ディスク媒体８０が搭載されており、図
示せぬ記録ヘッドおよび再生ヘッドを介して信号の記録
および再生が行われる。

【００１５】まず、磁気ディスク装置１の各部の構成に
ついて説明する。チャネル符号化部１１は、図示せぬハ
ードディスクコントローラから入力される記録データの
信号を、磁気ディスク媒体８０に対する磁気記録に適し
た信号に変換し、記録アンプ１２に出力する。

【００１６】記録アンプ１２は、チャネル符号化部１１
より入力される信号を、図示せぬ記録ヘッドを介して磁
気ディスク媒体８０に記録する。

【００１７】再生アンプ１３は、図示せぬ再生ヘッドに
より再生された磁気ディスク媒体８０に記録されている
信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換部１４に出力する。

【００１８】Ａ／Ｄ変換部１４は、再生アンプ１３より
入力された再生信号をデジタル信号に変換し、等化器１
５に出力する。

【００１９】等化器１５は、Ａ／Ｄ変換部１４より入力
された再生デジタル信号を、パーシャルレスポンスクラ
ス（以後、ＰＲ４という）の特性の信号に等化する。本
実施の形態においては、等化された信号ｙ_k は６ビット
の２の補数によって表現される値、すなわち−３２≦ｙ
_k ≦３１の値に変換される。

【００２０】ＰＬＬ回路１６は、等化器１５において等
化された信号より、クロックを生成し、等化器１５、図
示せぬ制御部、および、後段の各処理部などに出力す
る。

【００２１】非線形量子化器１７は、等化器１５におい
て等化された信号を、図２に示すように非線形量子化、
すなわち変換し、ビタビデコーダ１８に出力する。図２
は、非線形量子化器１７における変換パタンを示す図で
ある。図２に示すように、非線形量子化器１７は、入力
される信号ｙ_k が−３２≦ｙ_k ≦−１４の時は−１６を
出力し、信号ｙ_k が−２≦ｙ_k ≦＋２のときは０を出力
し、信号ｙ_k が１４≦ｙ_k ≦３１の時は１６を出力し、
それ以外の時は入力信号ｙ_k をそのまま出力する。

【００２２】ビタビデコーダ１８は、非線形量子化器１
７より順次入力される信号に基づいて、その系列に最も
近い符号を求める最尤復号を行う。ビタビデコーダ１８
について、図３〜図５を参照して詳細に説明する。図３
は、ビタビデコーダ１８の構成を示すブロック図であ
る。ビタビデコーダ１８は、第１の処理回路部２０、第
２の処理回路部３０、切り替え回路部４０および合成回
路５０を有する。

【００２３】第１の処理回路部２０および第２の処理回
路部３０は、各々入力されるビットデータの偶数（ｅｖ
ｅｎ）ビット系列および奇数（ｏｄｄ）ビット系列を処
理する回路であり、全く同じ内部構成を有する。したが
って、ここでは第１の処理回路部２０についてのみ、そ
の内部構成を詳細に示し、動作を説明する。第１の処理
回路部２０は、入力スイッチ２１、ブランチメトリック
演算回路２２、最尤パスメトリック選択回路２３、ラッ
チ２４およびパスメモリ２５を有する。

【００２４】また、第１の処理回路部２０および第２の
処理回路部３０の各系列用のビタビデコーダが追跡する
トレリスは、図４に示すようなものである。すなわち、
内部に状態を６個もち、連続する２サンプルの値を１ま
とめとして処理を行う。

【００２５】このようなビタビデコーダ１８において、
非線形量子化器１７より順次入力される信号は、第１の
処理回路部２０および第２の処理回路部３０の入力スイ
ッチ２１によって切り替え回路部４０からの切り替え信
号に基づいて１ビットおきにデインターリーブされて、
偶数系列を処理する第１の処理回路部２０、奇数系列を
処理する第２の処理回路部３０に各々取り込まれる。第
１の処理回路部２０に順次取り込まれたサンプルは、ブ
ランチメトリック演算回路２２に入力され、式（１）〜
式（７）に基づいて、値ｂｍ_-10 〜ｂｍ₁₀が計算され
る。

【００２６】

【数１】

【００２７】なお、式（１）〜式（７）においては、入
力スイッチ２１で選択された連続する２サンプルの値を
ｚ₁ ，ｚ₂ 、振幅基準レベルをＲとする。

【００２８】次に、最尤パスメトリック選択回路２３に
おいて、式（８）〜式（１３）に示す規則にしたがって
最尤ブランチが選択され、パスメトリックがラッチ２４
によってラッチされる。

【００２９】

【数２】

【００３０】最尤ブランチを選択した結果は、パスメモ
リ２５に送られ、パスメモリ２５でその情報から生き残
りパスを１つに絞る処理が行われる。

【００３１】生き残りパスと判断されたパスは、検出デ
ータとして出力され、切り替え回路部４０からの切り替
え信号に基づいて、合成回路５０で第２の処理回路部３
０からの出力信号と合成され、偶数／奇数系列が合成さ
れたデータがビタビデコーダ１８より出力される。

【００３２】図５に、パスメモリ部分の詳細なブロック
図を示す。パスメモリ２５は、符号語長に等しい１０ビ
ットの長さをもつローカルパスメモリ２５１と、同じく
１０サンプルを単位としてシフトするグローバルパスメ
モリ２５２₁ 〜２５２_-6，２５３₁ 〜２５３_-6，２５４
₁ 〜２５４_-6を有する。ローカルパスメモリ２５１は、
パラレルロード／シリアルシフトレジスタによって構成
され、最初の１０サンプルの生き残りパスを決定し、各
状態ごとに１０ビット単位で出力する。生き残りパス
は、グローバルバスメモリによってシフトされ、最終的
にセレクタ２５５によって最尤パスが選択され出力され
る。状態数は６であるから、１０サンプル前の状態は３
ビットのデータで表現することができ、これはラッチ２
５６₁ 〜２５６_-6およびラッチ２５７₁ 〜２５７_-6によ
ってシフトされる。セレクタ２５９の出力は２０サンプ
ル前の状態を表し、セレクタ２５８の出力は３０サンプ
ル前の状態を表すので、セレクタ２５５の出力は３０サ
ンプル前の生き残りパスを表し、これが復号データとし
て出力される。

【００３３】チャネル復号化部１９は、ビタビデコーダ
１８で復号化された信号に基づいて、基のデジタル信号
に変換し、ハードディスクコントローラに出力する。

【００３４】次に、磁気ディスク装置１の動作について
まとめて説明する。磁気ディスク装置１においては、記
録対象のデータが図示せぬハードディスクコントローラ
から入力され、チャネル符号化部１１によってチャネル
符号に変調され、記録アンプ１２を介して図示せぬ記録
ヘッドより磁気ディスク媒体８０に記録される。

【００３５】そして、磁気ディスク媒体８０より図示せ
ぬ再生ヘッドにより再生された信号は、再生アンプ１３
で増幅されてＡ／Ｄ変換部１４によりデジタル信号に変
換され、等化器１５によってＰＲ４の特性の信号に等化
される。この時等化された信号ｙ_k は、６ビットの２の
補数によって表現されており、−３２≦ｙ_k ≦＋３１の
値をとる。また、この等化された信号に基づいて、ＰＬ
Ｌ回路１６によってクロックが生成される。等化された
信号は、非線形量子化器１７によって離散した値に丸め
られた後、ビタビデコーダ１８によってデコードされ、
チャネル復号化部１９により元の信号に復元され、図示
せぬハードディスクコントローラを経由して出力され
る。

【００３６】次に、このような磁気ディスク装置１によ
って、すなわち、ビタビデコーダ１８によるデコードの
前に非線形量子化器１７を設け、図２に示したようなパ
タンに基づいた非線形量子化を行うことによって、検出
特性が劣化しないこと、および、これにより消費電力が
削減できることについて、図６〜図８を参照して説明す
る。ＰＲ４等化を使用する系では、信号の存在点は｛−
１，０，＋１｝の３値となる。ＰＲ４に等化されたサン
プル値を６ビット幅で表現し、＋１の信号増幅が＋１６
となるように振幅を調整すると、信号の存在点は｛−１
６，０，＋１６｝と表現できる。実際には、等化誤差や
ノイズの影響により、サンプル値は信号存在点の周囲に
ほぼガウス分布となるように分布する。

【００３７】磁気記録系からの再生信号をＰＲ４等化し
たサンプル列の分布を図６に示す。図６において、●印
は実験値、破線はガウス分布を示す曲線である。図６示
すように、前述したように、｛−１６，０，＋１６｝の
どのレベルとも、ほぼガウス分布となっている。このよ
うに、磁気記録系からの再生信号をＰＲ４に等化したサ
ンプル列は、信号点付近にそのほとんどが偏在し、たと
えば±８付近や±２４以上の領域などの信号点付近以外
の部分には、ほとんど存在していないという特徴を持
つ。

【００３８】次に、ＰＲ４に等化された信号を復号する
系において、どのようなノイズが発生するとビタビデコ
ーダの復号結果がビットエラーとなるかについて考え
る。信号点の振幅を１とすると、ｂｉｔ−ｂｙ−ｂｉｔ
の振幅検出を行うデコーダでは、時刻ｋにおけるノイズ
の値ｎ_k が１／２より大きくなったときにエラーとな
る。なお正確には、信号値とノイズの極性によってエラ
ーになったりならなかったりするが、ここではそれは無
視する。ＰＲ４用ビタビデコーダでは、概略的に述べる
と、ある時刻ｋとｌにおけるノイズの大きさの和｜ｎ_k
｜＋｜ｎ_l ｜が１より大きくなった時にエラーとなる可
能性が高い。

【００３９】したがって、ノイズがガウス分布をしてい
るという仮定では、ｎ_k ＝１となる確率はｎ_k ＝１／２
となる確率よりも数桁低いため、ビットエラーを起こす
ノイズのパタンとしては、ノイズの大きさがともに１／
２付近の値となっている場合が支配的であると考えられ
る。すなわち、ノイズの大きさが１／２付近となった時
にビットエラーとなるかならないかの分かれ目となって
おり、この付近の振幅方向の分解能が重要であるとがわ
かる。換言すれば、信号存在点の振幅値｛−１，０，
１｝付近の分解能や重要ではないと言える。

【００４０】したがって、信号存在点｛−１，０，１｝
付近の量子化ビット幅を粗くとっても、検出特性に影響
を与えないようにできる。たとえば、非線形量子化器に
よって、＋１６付近の値を全て＋１６に、０付近の値を
全て０に、−１６付近の値を全て−１６にそれぞれ変換
してビタビデコーダに入力しても、検出特性は劣化しな
い。非線形量子化パタンの例として、図７のタイプ１お
よびタイプ２に示す２種類をそれぞれ用いる場合のビタ
ビデコーダの検出結果の例を図８（Ａ）、（Ｂ）に示
す。なお、図７のタイプ１が本実施の形態の非線形量子
化器１７で用いた図２に示したパタンである。

【００４１】ここで、等化器からの信号は６ビットで表
現されているとしているので、非線形量子化器に入力さ
れる信号ｘは−３２≦ｘ≦３１の値をとる。これに対し
て、タイプ１では、信号存在点｛−１６，０，１６｝の
±２の範囲、および、その外側の値が入力された時にそ
れぞれ｛−１６，０，１６｝として出力するものであ
り、タイプ２では、信号存在点｛−１６，０，１６｝の
±３の範囲、および、その外側の値が入力された時にそ
れぞれ｛−１６，０，１６｝として出力するものであ
る。図８（Ａ）の主要部分を拡大したものを図８（Ｂ）
に示す。図８（Ｂ）よりわかるように、タイプ２では非
線形量子化を行わない場合に対してビットエラーレート
が悪化しているが、タイプ１では全く劣化していない。
すなわち、タイプ１のような非線形量子化を行っても検
出特性には全く影響を与えないということができる。

【００４２】ある程度のノイズが少なければ、等化後の
信号列はその大部分が＋１６，０，−１６付近のいずれ
かに存在するので、このような変換をすることによっ
て、ビタビデコーダに入力される信号列はその大部分が
＋１６，０，−１６のいずれかになる。そして、ＰＲ４
に等化された信号の振幅基準レベルを１６とすると、ノ
イズや等化歪みがなければ、信号１の振幅は１６、信号
０の振幅は０、信号−１の振幅は−１６となる。実際の
ハードウェア内部では、２の補数で表現して演算するこ
とが多いので、これらを２の補数による６ビットの２進
数で表現すると、表１のようになる。

【００４３】

【表１】

【００４４】一般にロジック回路においては、ノードの
値が０または１の間を変化するとより一層電力を消費す
る。したがって、表１に示したように、＋１６，０，−
１６の下位４ビットが０であるビタビデコーダ１８にお
いては、加算器やコンパレータにおける信号の変化が少
なくなり、消費電力を低減することができる。特に、Ｃ
ＭＯＳロジック回路においては、ノードが１から０、ま
たは０から１へ遷移することによって電力を消費し、ノ
ードのロジッックレベルが変化しなければ、全く電力を
消費しない特性を持っている。したがって、表１に示し
たような値が入力され続ける間はビタビデコーダの主要
演算部分の中を流れる信号の下位４ビットは全く変化し
ない。したがって、消費電力の大幅な削減が可能とな
る。

【００４５】なお、本発明の回路において新たに必要と
なる非線形量子化器は、単に入力データを変換して出力
するだけのものであるから、その回路規模、消費電力と
もに、ビタビデコーダのそれに比べて無視できるほど小
さなものである。したがって、本発明のビタビデコーダ
全体の回路規模は従来のものと比べてほとんど同じ程度
であり、消費電力はビタビデコーダ全体として大幅に削
減される。

【００４６】このように、本実施の形態の磁気ディスク
装置においては、ビタビデコーダの検出特性を劣化させ
ることなく、ビタビデコーダの消費電力を大幅に削減す
ることができた。

【００４７】なお、本発明は本実施の形態に限られるも
のではなく、種々の改変が可能である。たとえば、本実
施の形態においては、磁気記録チャネルにＰＲ４と８／
１０トレリス符号を組み合わせた系を例示して説明した
が、その他のＰＲＭＬの形式でも同様の効果を得ること
ができる。たとえば、ＥＰＲ４の場合には、｛−２，−
１，０，＋１，＋２｝の５値に等化されるので、＋１の
レベルを８となるように振幅を調整すると、等化目標は
｛−１６，−８，０，＋８，＋１６｝となる。したがっ
て、この場合、非線形量子化器は、ｙ_k が、−３２≦ｙ
_k ≦−１５の時は−１６、−９≦ｙ_k ≦−７の時は−
８、−２≦ｙ_k ≦＋２の時は０、＋７≦ｙ_k ≦＋９の時
は＋８、＋１５≦ｙ_k≦＋３１の時は＋１６、それ以外
の時は入力値をそのまま出力するなどの構成とすればよ
い。

【００４８】また、ここでは、８／１０符号を処理する
例について述べたが、符号化率がこれと異なる符号を用
いる場合には、ローカルパスメモリの処理ビット単位を
符号語のビット数と一致させることにより、これと同様
の回路を構成する。たとえば、チャネル符号として８／
９符号を用いる場合には、ローカルパスメモリの処理ビ
ット単位は９ビットとなる。

【００４９】また、本実施の形態においては、磁気ディ
スク装置を例示して本発明を説明したが、本発明の復号
化装置は磁気ディスク装置にのみ適用されるものではな
い。テープ状記録媒体に信号を記録するテープレコー
ダ、光磁気方式によりディスクより信号を再生する光磁
気ディスク装置などに適用してもよい。また、伝送路を
介して伝送される符号化された信号を受信する受信装置
に適用してもよい。また、前述したような記録再生装置
に適用する場合に、その記録データには何ら制限される
ものではない。デジタルビデオデータ、デジタルオーデ
ィオデータを記録してもよいし、通常のデータを記録し
て計算機装置などのデータレコーダとして用いてもよ
い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パーシャルレスポンスの信号を復号する際に、検出特性
を全く劣化させることなく消費電力を大幅に削減した復
号化装置を提供することができる。また、検出特性を全
く維持した状態で消費電力を大幅に削減することのでき
る復号化方法を提供することができる。そして、このよ
うな低消費電力の復号化装置を搭載することにより、消
費電力の少ないデータ再生装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の磁気ディスク装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１に示した磁気ディスク装置の非線形量子化
器におけるデータ変換パタンを示す図である。

【図３】図１に示した磁気ディスク装置のビタビデコー
ダの構成を示すブロック図である。

【図４】図３に示したビタビデコーダが追跡するトレリ
スを示す図である。

【図５】図３に示したビタビデコーダのパスメモリの構
成を示すブロック図である。

【図６】等化されたデータ列のノイズの分布を示す図で
ある。

【図７】非線形量子化を行う場合のデータ変換パタンを
示す図である。

【図８】図７に示した変換を行った場合のデータ検出特
性を示す図であり、図８（Ａ）はそのデータ検出特性を
示す図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に示した図の中心部の
拡大図である。

【図９】従来の磁気ディスク装置の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１…磁気ディスク装置、１１…チャネル符号化部、１２
…記録アンプ、１３…再生アンプ、１４…Ａ／Ｄ変換
部、１５…等化器、１６…ＰＬＬ回路、１７…非線形量
子化器、１８…ビタビデコーダ、１９…チャネル復号化
部、２０…第１の処理回路部、３０…第２の処理回路
部、４０…切り替え回路部、５０…合成回路、２１…入
力スイッチ、２２…ブランチメトリック演算回路、２３
…最尤パスメトリック選択回路、２４…ラッチ、２５…
パスメモリ、２５１…ローカルパスメモリ、２５２₁ 〜
２５２_-6，２５３₁ 〜２５３_-6，２５４₁ 〜２５４_-6…
グローバルパスメモリ、２５５，２５８，２５９…セレ
クタ、２５６₁ 〜２５６_-6，２５７₁ 〜２５７_-6…ラッ
チ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年１１月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】ビタビデコーダは、デジタル的演算処理を
行い、そのサンプルの値だけではなく、前後のサンプル
の値も使って最も確からしい系列を推定することによっ
て情報の検出を行うものであり、加算器、比較器、セレ
クタおよびシフトレジスタなどから構成されている。ま
た、等化器９５で等化された信号に基づいて、ＰＬＬ回
路９６によってクロックが生成される。ビタビデコーダ
９８によってデコードされたデータは、チャネル復号化
部９９により元の信号に復元され、ハードディスクコン
トローラに出力される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】等化器１５は、Ａ／Ｄ変換部１４より入力
された再生デジタル信号を、パーシャルレスポンスクラ
ス４（以後、ＰＲ４という）の特性の信号に等化する。
本実施の形態においては、等化された信号ｙ_k は６ビッ
トの２の補数によって表現される値、すなわち−３２≦
ｙ_k ≦３１の値に変換される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】ここで、等化器からの信号は６ビットで表
現されているとしているので、非線形量子化器に入力さ
れる信号ｘは−３２≦ｘ≦３１の値をとる。これに対し
て、タイプ１では、信号存在点｛−１６，０，１６｝の
±２の範囲、および、その外側の値が入力された時にそ
れぞれ｛−１６，０，１６｝として出力するものであ
り、タイプ２では、信号存在点｛−１６，０，１６｝の
±３の範囲、および、その外側の値が入力された時にそ
れぞれ｛−１６，０，１６｝として出力するものであ
る。図８（Ａ）の主要部分を拡大したものを図８（Ｂ）
に示す。図８（Ｂ）よりわかるように、タイプ２では非
線形量子化を行わない場合に対してビットエラーレート
が劣化しているが、タイプ１では全く劣化していない。
すなわち、タイプ１のような非線形量子化を行っても検
出特性には全く影響を与えないということができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】ある程度ノイズが少なければ、等化後の信
号列はその大部分が＋１６，０，−１６付近のいずれか
に存在するので、このような変換をすることによって、
ビタビデコーダに入力される信号列はその大部分が＋１
６，０，−１６のいずれかになる。そして、ＰＲ４に等
化された信号の振幅基準レベルを１６とすると、ノイズ
や等化歪みがなければ、信号１の振幅は１６、信号０の
振幅は０、信号−１の振幅は−１６となる。実際のハー
ドウェア内部では、２の補数で表現して演算することが
多いので、これらを２の補数による６ビットの２進数で
表現すると、表１のようになる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】一般にロジック回路においては、ノードの
値が０または１の間を変化するとより一層電力を消費す
る。したがって、表１に示したように、＋１６，０，−
１６の下位４ビットが０であるビタビデコーダ１８にお
いては、加算器やコンパレータにおける信号の変化が少
なくなり、消費電力を低減することができる。特に、Ｃ
ＭＯＳロジック回路においては、ノードが１から０、ま
たは０から１へ遷移することによって電力を消費し、ノ
ードのロジックレベルが変化しなければ、全く電力を消
費しない特性を持っている。したがって、表１に示した
ような値が入力され続ける間はビタビデコーダの主要演
算部分の中を流れる信号の下位４ビットは全く変化しな
い。したがって、消費電力の大幅な削減が可能となる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パーシャルレスポンスに基づいた信号を復
   号化する装置であって、 入力される信号を、パーシャルレスポンスに基づいて所
   定の信号に等化する等化器と、 前記等化された信号の振幅値を非線形量子化する非線形
   量子化手段と、 前記非線形量子化された信号のデータ系列に基づいて、
   元のデータを復号化する復号化手段とを有する復号化装
   置。
2. 【請求項２】前記等化器は、パーシャルレスポンスの等
   化目標値を所定の２進表現した時に、全ての等化目標値
   において共通の値を示すビットが多く含まれるように前
   記等化を行う請求項１記載の復号化装置。
3. 【請求項３】前記非線形量子化手段は、パーシャルレス
   ポンスの等化目標値付近の量子化間隔が、パーシャルレ
   スポンスの等化目標値付近以外の量子化間隔よりも広く
   なるように前記量子化を行う請求項２記載の復号化装
   置。
4. 【請求項４】前記非線形量子化手段は、異なるパーシャ
   ルレスポンスの等化目標値の間の振幅値を有する信号に
   対して、他よりも狭い量子化間隔により前記量子化を行
   う請求項３記載の復号化装置。
5. 【請求項５】前記復号化手段は、最尤復号により前記デ
   ータを復号する請求項４記載の復号化装置。
6. 【請求項６】前記復号化手段は、ビタビ復号方式により
   前記データを復号する請求項５記載の復号化装置。
7. 【請求項７】前記復号化手段は、ＣＭＯＳ回路により構
   成される請求項５記載の復号化装置。
8. 【請求項８】パーシャルレスポンスに基づいた信号を復
   号化する方法であって、 入力される信号を、パーシャルレスポンスに基づいた信
   号であって、パーシャルレスポンスの等化目標値を２進
   数で表した時に、全ての等化目標値において共通の値を
   示すビットが多く含まれるように等化を行い前記等化さ
   れた信号の振幅値を、パーシャルレスポンスの等化目標
   値付近の量子化間隔が、パーシャルレスポンスの等化目
   標値付近以外の量子化間隔よりも広くなるように非線形
   量子化し、 前記非線形量子化された信号のデータ系列に基づいて、
   最尤復号法により元のデータを復号化する復号化方法。
9. 【請求項９】磁気記録媒体に記録された信号を検出する
   磁気ヘッド手段と、 前記検出された信号を、パーシャルレスポンスの等化目
   標値を２進数で表した時に、全ての等化目標値において
   共通の値を示すビットが多く含まれるようなパーシャル
   レスポンスに基づいた信号に等化する等化器と、 前記等化された信号の振幅値を、パーシャルレスポンス
   の等化目標値付近の量子化間隔が、パーシャルレスポン
   スの等化目標値付近以外の量子化間隔よりも広くなるよ
   うに非線形量子化する非線形量子化手段と、 前記非線形量子化された信号のデータ系列に基づいて、
   最尤復号法により元のデータを復号化する復号化手段と
   を有するデータ再生装置。