JPS6221192B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は２進情報記録再生方式に関し、特に
２進７ビツトのデータを２進８ビツトのデータに
変換して磁気媒体に記録するような新規な２進情
報記録再生方式に関する。

従来より、記録すべき２進情報を磁気記録媒体
上に記録する磁気記録方式として、NRZI方式、
FM方式、MFM方式等がよく知られている。

第１図は、この発明の背景となる２進情報の一
例と従来の記録方式による信号パターンとの対応
を示す図である。まず、第１図を参照して従来の
記録方式について説明する。NRZI方式、FM方
式、MFM方式は、２進情報「１」、「０」をそれ
ぞれ情報位置で磁化反転有り、磁化反転なしと対
応づける方式である。ただし、情報位置の中間に
位置する冗長磁化反転に関しては、NRZI方式で
は付加せず、FM方式では必ず付加し、MFM方
式では「00」と連続するときのみ付加する。
NRZI方式、FM方式、MFM方式の従来方式は、
一般に以下にような欠点を有する。すなわち、
NRZI方式では、情報間隔をＴとするとき、磁化
パターンはKTなる磁化反転間隔（ただしＫ＝
１、２、３………）から構成されている。したが
つて、磁化パターン中に無限種類の磁化反転間隔
が存在しうる。このため、NRZI方式は再生情報
自身からタイミング信号を得ることができない。
すなわちセルフクロツクが不可能であるという欠
点を有する。

他方、FM、MFM方式では、磁化反転間隔の
種類が制限されている。すなわち、FM方式では
Ｔ／２、Ｔ及びMFM方式ではＴ、3/2Ｔ、2Tな
る磁化反転間隔から構成されている。このため、
これらの方式はセルフクロツクが可能であるが、
反面磁化反転間隔Ｔ／２を基本に情報を識別する
必要があるため、復調時の許容位相変動が小さく
なるという欠点を有する。周知のごとく、許容位
相変動量はNRZI方式の±Ｔ／２に対して、これ
らの方式では±Ｔ／４となり1/2に低下する。こ
れに対して、FM方式、MFM方式と同様にセル
フクロツクが可能でありかつこれらの方式より情
報の位相変動量が大なる方式も提案されている。
たとえば、４ビツト→５ビツト変換NRZI方式
（4/5GCRと称されている）がある。

第２図は4/5GCRを説明するための図である。
この方式は２進情報列を４ビツト毎に分離し、こ
の４ビツトを５ビツトにビツトレート変換する。
この変換に際して、４ビツトより構成される２進
情報2⁴＝16個を５ビツトより構成される２進情報
2⁵＝32個内の特定の符号に一意的な対応を行い、
変換後の２進情報列において「０」が２個以上続
かない変換アルコリズムを持たせている。この4/
５GCRでは、ビツトレートがもとの２進情報列の
5/4倍となり、許容位相変動量は±2/5Ｔとなり、
磁化反転間隔の種類は4/5ｍＴ（ｍ＝１、２、
３）なる３種類となる。

第３図は最少磁化反転間隔×検出窓幅とビツト
「０」の最大連続個数とに対する各種変調方式の
位置を示す図である。第３図を参照して望まれる
記録信号について考察する。ビツトレートが上が
ることは伝送帯域が増加することになり、再生信
号のｓ／ｎ比が悪化する。それゆえに、ビツトレ
ートは低い程よく、また許容位相変動量は大きい
程復調能力が増加する。さらに、再生信号からク
ロツクパルスを作成するいわゆるセルフクロツキ
ングについては磁化反転間隔が小さくかつ種類は
少ない程安定なセルフクロツクが得られる。

それゆえに、この発明の主なる目的は、上述の
要求を満たし得る新規な２進情報記録再生方式を
提供することである。

この発明は要約すれば、２進情報信号を７ビツ
ト毎に分離し、該分離された７ビツト信号（以
下、７ビツトのサブデータと称する）を８ビツト
の信号（以下、８ビツトのサブデータと称する）
ビツトレートに変換して記録再生を成す２進情報
記録再生方式において、該変換されたサブデータ
の２進情報信号における前後の４ビツトパターン
が「0000」、「1000」および「0001」なるパターン
の使用、前半の４ビツトのサブデータの最初の２
ビツトが「00」なるパターンの使用、および前半
の４ビツトのサブデータの最後のビツトが「０」
でかつ後半の４ビツトのサブデータの最初の２ビ
ツトが「00」なるパターンの使用をそれぞれ禁止
して変換された８ビツトのサブデータのパターン
の組み合わせに、前記７ビツトサブデータのパタ
ーンを一意的に対応させたものである。

第４図はこの発明に基づいて変換された８ビツ
トのサブデータに含まれる４ビツトサブデータ符
号を示す図である。まず、第４図を参照してこの
発明の概略について説明する。この発明の記録再
生方式は、２進情報信号を７ビツト毎に分離し、
この７ビツト信号を８ビツトにビツトレート変換
（以下、7/8GCRと称する）する。この変換に際
して、７ビツトより構成される２進情報に2⁷＝
128個を８ビツトより構成される２進情報に2⁸＝
256個内の特定の符号に一意的な対応を行いかつ
セルフクロツキングを容易にするために変換後の
２進情報列において「０」が４個以上続かない変
換アルゴリズムを作成する。

そして、変換された８ビツト信号（以下、サブ
データＮと称する）を４ビツト毎に分離する（以
下、サブデータｎと称する）。まず、第４図にお
いて、＃１のパターン「0000」、＃２のパターン
「0001」、＃９のパターン「1000」は「０」が３個
連続しているため、その使用を禁止する。次に、
＃３のパターン「0010」および＃４のパターン
「0011」はサブデータＮの８ビツトの符号の前半
のサブデータｎの４ビツトとしての使用を禁止す
る。すなわち、これらのサブデータｎの前に位置
するサブデータｎの最後のビツトが「０」である
とき「０」が３個連続するからである。また、
＃３，＃４が後半のサブデータｎの４ビツトとし
て使用できるのは、前のサブデータｎの最後のビ
ツトが「１」の符号すなわち＃６，＃８，＃１
０，＃１２，＃１４，＃１６のときのみとする。

このような変換アルゴリズムを満たすサブデー
タＮの８ビツトパターンは、133個存在する。し
たがつて、７ビツトの組合せによる128個のパタ
ーンを十分にカバーでき、この128個のパターン
を133個のパターンにだぶることなくそれぞれ対
応（一意的に対応）させることができる。変換さ
れた２進情報列の特徴として「０」が４ビツト以
上続かなく、かつ「000」パターンが現われたと
きは必ず３個目の「０」がサブデータｎの最初の
ビツトであり、「000」パターンを検出することに
より容易にサブデータｎの同期を変換された２進
情報列より検出することができる。このサブデー
タｎ同期が容易に検出されることは復調に際して
非常に有効な要素になる。

また、高密度記録再生装置に、磁気記録再生装
置を考えた場合、一般にデータは数十ビツトある
いは数百ビツト単位のフレーム単位のデータとし
て記録される。このようなデータには、フレーム
同期パターンをフレーム毎に挿入する必要があ
る。この発明による記録再生方式では、変換され
た２進情報をNRZI変調して記録を行なうが、フ
レームごとの同期パターンが存在する場合、同期
パターンは変換されたパターン列に存在しなくか
つ０ビツトが３個以上連続しない特定のパターン
が存在しなくてはならない。このため、変換され
たサブデータＮにおいて、「11111111」、
「11111110」および「01111111」のパターンの使
用を禁止する。それによつて、前述のサブデータ
ｎの＃３，＃４の使用を禁止していることに併わ
せて変換された２進情報で「１」が連続する最大
個数は12個となり、「１」が３個以上連続するパ
ターンは、同期パターンとすることができる。な
お、上述の説明において、禁止パターンを
「11111111」のみとした場合には、「１」が連続す
る最大個数は14個となり、「１」が15個以上連続
するパターンを同期パターンとすることができ
る。

さて、この発明の記録再生方式では、ビツトレ
ートがもとの２進情報列の8/7倍になり、また許
容位相変動量は±7/16となつて、前述の4/5GCR
より大幅に前記パラメータを改善することができ
る。また、磁化反転間隔の種類は、7/8ｍＴ（ｍ
＝１、２、３、４）の４種類になる。なお、この
発明による7/8GCRが有するもう１つの利点は回
路構成を容易にできることである。

従来より、ミニコンピユータあるいはマイクロ
コンピユータなどは、バイト（８ビツト）単位の
処理がなされており、そのため入力ビツト数が８
ビツト（256Word）で出力も８ビツトのリードオ
ンリメモリ（以下、ROM）が非常に安価にかつ
汎用素子として用いられている。この発明による
7/8GCRは以下に述べるごとくこのようなROMを
用いることによつて非常に容易に記録、再生回路
を構成できるという特徴を有する。

第５図はその発明による7/8GCRの変換回路の
一例を示すブロツク図であり、第６図は第５図の
逆変換回路の一例を示すブロツク図であり、第７
図は第５図および第６図の各部の波形図である。

まず、第５図および第６図を参照して7/8GCR
変換回路（変調回路）の構成とともにその動作に
ついて説明する。元データは入力端子１に与えら
れる。この元データは、たとえば１フレーム224
ビツトより構成され、たとえば１フレーム内の前
部14ビツトが同期部（SYNC）として用いられる
（第７図ａ）。または、フレーム同期信号は入力端
子３に与えられる。元クロツクパルスは基準発振
器４で発生されたクロツクパルスが1/8分周器５
によつて1/8に分周されて作成される。この元ク
ロツクパルスは７ビツトのシリアル入力パラレル
出力がシフトレジスタ８に与えられるとともに、
出力端子２から外部に導出される。

次に、入力された元データは、７ビツトシフト
レジスタ８に与えられ、元クロツクパルスに同期
した信号としてROM９に与えられる。ROM９に
は、前述の7/8GCRの変換規則を満たすアルゴリ
ズムが８ビツトパターンとして記憶されている。
したがつて、７ビツトシフトレジスタ８から与え
られた信号に基づいてROM９から８ビツトのパ
ターン信号が導出される。一方、フレーム同期信
号の期間は、同期信号により、ROM９の８ビツ
ト目の入力端子がアドレス指定され、所定の同期
パターンがROM９から導出される。ROM９の出
力は８ビツトのパラレル入力シリアル出力シフト
レジスタ１０に与えられ、変換クロツクパルスに
よりシフトされて導出される。なお、この変換ク
ロツクパルスは前述の基準発振器４の出力を1/7
分周器６によつて1/7に分周されたクロツクパル
スが用いられる。また、サブデータの同期（第２
図ｂ）は、変換クロツクパルスを1/8分周器７に
よつて1/8分周されることによつて作成される。
そして、サブデータ同期信号は８ビツトシフトレ
ジスタ１０のシフトロード入力端子に与えられ、
この８ビツトシフトレジスタ１０によつて８ビツ
ト期間記憶される。また、サブデータタイミン
グ、前述の元クロツクパルスおよび変換クロツク
パルスは、フレーム同期信号の発生時に同期がと
られ、所定のデータの変換が行なわれる。このよ
うにして、7/8GCRに変換されたデータ列および
クロツクパルスはNRZI変調器１１によつてNRZI
変調され、記録信号（第７図ｃ）となる。そし
て、この記録信号ｃは磁気記録媒体に記録され
る。

次に、第５図および第６図を参照して7/8GCR
の逆変換回路（復調回路）について説明する。磁
気記録媒体から再生されたNRZI変調信号ｃは、
入力端子１３に与えられる。そして、フエーズロ
ツクドループ（PLL）回路１４によつて再生クロ
ツクパルス（第７図ｄ）が作成される。このクロ
ツクパルスｄはNRZI復調器１５に与えられ、
NRZI復調が達成される。そして、このNRZI信号
は８ビツトシリアル入力パラレル出力シフトレジ
スタ１８に与えられ、前記クロツクパルスｄに基
づいてパラレル出力に変換されてROM２０に与
えられる。このROM２０には、前述の7/8GCRの
逆変換規則を満たすアルゴリズムに基づく７ビツ
トパターンが記憶されている。したがつて、この
ROM２０は８ビツトシフトレジスタ１８からの
８ビツトパラレル出力によつて逆変換された７ビ
ツト出力を導出する。この７ビツト出力は７ビツ
トパラレル入力シリアル出力シフトレジスタ２１
により、復調信号（第７図ｇ）として導出され
る。なお、このときの復調用クロツク（第７図
ｆ）は、PLL回路１４の出力を1/8分周器１６に
よつて1/8分周されたサブデータ同期信号（第７
図ｅ）と、PLL回路１４出力とがアンド回路１７
によつてゲートされて導出される。

前記８ビツトシフトレジスタ１８の出力はさら
に８ビツトシフトレジスタ１９に与えられて８ビ
ツトのパラレル出力に変換されて同期検出ゲート
２２に与えられる。同期検出ゲート２２は８ビツ
トシフトレジスタ１８の出力と８ビツトシフトレ
ジスタ１９の出力とを比較してパターン照合し出
力フレーム同期信号を導出する。また、この同期
信号は1/8分周器１６をクリアし逆変換用サブデ
ータの同期をとる信号として用いられる。

以上のように、この発明によれば、第３図に示
されるようにビツトレートおよび許容位相変動量
が、従来のFM、mFMおよび4/5GCRより著しく
改善されており、かつNRZI変調方式では困難で
あつたセルフクロツキングを容易に行なうことが
でき、高密度記録に非常に適した記録再生方式を
得ることができる。また、変換回路および逆変換
回路の構成も比較的簡単にすることができるた
め、その利用価値は非常に大きいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２進情報の一例と従来方式による記録
信号パターンとの対応を示す図である。第２図は
従来の4/5GCRおよびこの発明による7/8GCRの
波形を説明するための図である。第３図は最少磁
化反転間隔×検出窓幅とビツト「０」の最大連続
個数に対する各種変調方式の位置を示す図であ
る。第４図はこの発明に基づいて変換された８ビ
ツトのサブデータに含まれる４ビツト符号を示す
図である。第５図はこの発明の一実施例による7/
８GCR変調回路の一例を示すブロツク図である。
第６図はこの発明の7/8GCRの復調回路の一例を
示すブロツク図である。第７図は第５図及び第６
図の各部の波形図である。 図において、４は基準発振器、５，７，１６は
1/8分周器、６は1/7分周器、８，２１は７ビツト
シフトレジスタ、９，２０はリードオンリーメモ
リ、１０，１８，１９は８ビツトシフトレジス
タ、１１はNRZI変調器、１４はPLL回路、１５
はNRZI復調器、１７はアンドゲート、２２は同
期検出ゲートを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ビツト直列の２進情報信号を７ビツト毎に分
   離し、該分離された７ビツトの信号を第１のサブ
   データとして８ビツトの信号に変換し、該第１の
   サブデータを前後の各４ビツトに分離して第２の
   サブデータとして記録再生を行う２進情報記録再
   生方式において、 少なくとも前記第２のサブデータに含まれるパ
   ターンのうち「0000」、「1000」および「0001」か
   ら成るパターンの使用、前記第１のサブデータの
   前半の第２のサブデータに含まれるパターンのう
   ち最初の２ビツトが「00」から成るパターンの使
   用、 および前記第１のサブデータの前半の第２のサ
   ブデータの最後のビツトが「０」で、かつ後半の
   第２のサブデータに含まれるパターンのうち最初
   の２ビツトが「00」から成るパターンの使用をそ
   れぞれ禁止して、 前記分離された７ビツトの各２進情報信号を前
   記８ビツトの第１のサブデータにそれぞれ一意的
   に対応させるようにしたことを特徴とする２進情
   報記録再生方式。 ２ さらに、前記第１のサブデータに含まれるパ
   ターンのうち、８ビツトの信号がすべて「１」か
   ら成るパターンの使用を禁止するようにした特許
   請求の範囲第１項記載の２進情報記録再生方式。 ３ さらに、前記第１のサブデータに含まれるパ
   ターンのうち、「11111111」からなるパターン、
   「11111110」からなるパターンおよび
   「01111111」からなるパターンの使用を禁止する
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の２進情報
   記録再生方式。