KR101848199B1 - data storage systems and method - Google Patents

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KR101848199B1
KR101848199B1 KR1020170016321A KR20170016321A KR101848199B1 KR 101848199 B1 KR101848199 B1 KR 101848199B1 KR 1020170016321 A KR1020170016321 A KR 1020170016321A KR 20170016321 A KR20170016321 A KR 20170016321A KR 101848199 B1 KR101848199 B1 KR 101848199B1
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이재진
누엔딘지
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

A data storage system and method are disclosed. The data storage system includes: an encoder for converting input data into a code word; a storage unit for storing the converted code word; and a decoder for converting the code word stored in the storage unit into output data, wherein the encoder converts 9-bit input data into the code word of a 3 x 4 matrix. Accordingly, the present invention can reduce inference between 2D symbols.

Description

데이터 저장 시스템 및 방법{data storage systems and method}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명의 실시예들은 BPMR(Bit-Patterned Media Recording) 등에서 발생하는 2차원 심볼 간 간섭(2D ISI(InterSymbol Interference))을 줄이고 2차원 데이터를 효율적으로 저장할 수 있는 데이터 저장 시스템 및 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a data storage system and method capable of reducing two-dimensional inter-symbol interference (ISI) generated in Bit-Patterned Media Recording (BPMR) and efficiently storing two-dimensional data.

BPMR(Bit-Patterned Media Recording)은 저장 밀도를 확장시키기 위한 하드 디스크 드라이브(HDD)의 차세대 자기 기록 시스템이다. BPMR은 다른 제안 기술에 비해 면적 밀도를 확장할 수 있는 경쟁력 있는 기술이다. BPMR에서, 각각의 채널 비트는 격리된 아일랜드(isolated island) 내에 저장되며, 자기 입자들(magnetic grains)은 강하게 결합된다. 그리고, 격리된 아일랜드 내에서 입자들 사이에 비 자기 영역 내지 약한 자기 영역이 존재하며, 격리된 아일랜드는 패터닝 절차에 의해 제어되는 자기 영역에 의해 둘러싸여 있다. Bit-Patterned Media Recording (BPMR) is a next-generation magnetic recording system for hard disk drives (HDDs) to extend storage density. BPMR is a competitive technology that can extend area density compared to other proposed technologies. In BPMR, each channel bit is stored in an isolated island, and magnetic grains are strongly coupled. There is a non-magnetic domain or a weak magnetic domain between the particles in the isolated island, and the isolated island is surrounded by the magnetic domain controlled by the patterning procedure.

한편, BPMR는 많은 오류 요인이 존재하는데, 대표적으로는 인접 심볼간 간섭(inter-symbol interference, ISI) 및 인접 페이지간 간섭(inter-page interference, IPI) 등이 있다. 특히, 2차원 인접 심볼간 간섭(2D ISI)는 검색되는 데이터의 품질을 저하시키는 주요 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구들이 수행되어 왔다.On the other hand, BPMR has many error factors, such as inter-symbol interference (ISI) and inter-page interference (IPI). In particular, 2D inter-symbol interference (2D ISI) is a major cause of degrading the quality of the data being searched. Many studies have been conducted to solve these problems.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 BPMR(Bit-Patterned Media Recording) 등에서 발생하는 2차원 심볼 간 간섭(2D ISI(InterSymbol Interference))을 줄이고 2차원 데이터를 효율적으로 저장할 수 있는 데이터 저장 시스템 및 방법을 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the related art as described above, in the present invention, two-dimensional inter-symbol interference (2D ISI) generated in Bit-Patterned Media Recording (BPMR) A data storage system and method are proposed.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 데이터 저장 시스템에 있어서, 입력 데이터를 코드워드로 변환하는 인코더; 상기 변환된 코드워드를 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 코드워드를 출력 데이터로 변환하는 디코더;를 포함하되, 상기 인코더는 9 비트의 입력 데이터를 3×4 행렬의 코드워드로 변환하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템이 제공된다. According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a data storage system including: an encoder for converting input data into a codeword; A storage unit for storing the converted code word; And a decoder for converting the codeword stored in the storage into output data, wherein the encoder converts 9-bit input data into a codeword of a 3x4 matrix.

상기 9 비트의 입력 데이터로부터 변환될 수 있는 상기 3×4 행렬의 코드워드는 4096개이고, 상기 인코더는, 코드워드 변환 시, 상기 4096개의 코드워드 중에서 코드워드 간의 최소 해밍 거리가 2 이상인 코드워드만을 사용할 수 있다. Wherein the code word of the 3x4 matrix that can be transformed from the 9-bit input data is 4096 and the encoder is configured to convert only the code word having a minimum hamming distance between code words of 2 or more out of 4096 code words Can be used.

상기 9 비트의 입력 데이터로부터 변환될 수 있는 상기 3×4 행렬의 코드워드는 4096개이고, 상기 3×4 행렬의 코드워드 각각을 구성하는 비트는 하이값 또는 로우값을 가지며, 상기 인코더는, 코드워드 변환 시, 상기 4096개의 코드워드 중에서 2D ISI(inter-symbol interference) 패턴을 가지는 코드워드를 사용하지 않되, 상기 2D ISI 패턴을 가지는 코드워드는, 상기 3×4 행렬을 구성하는 비트 중 어느 하나의 비트의 값이 상기 어느 하나의 비트의 상/하/좌/우의 비트의 값과 다른 값을 가질 수 있다. Wherein the code words of the 3x4 matrix that can be transformed from the 9-bit input data are 4096, the bits constituting each of the code words of the 3x4 matrix have a high value or a low value, A codeword having a 2D ISI pattern is not used among the 4096 codewords, and the codeword having the 2D ISI pattern is not used in any one of the bits constituting the 3x4 matrix The value of the bit of the up / down / right / left / right bits of any one bit may be different from the value of the bit of the up / down / left /

상기 9 비트의 입력 데이터로부터 변환될 수 있는 상기 3×4 행렬의 코드워드는 4096개이고, 상기 3×4 행렬의 코드워드 각각을 구성하는 비트는 하이값 또는 로우값을 가지며, 상기 인코더는, 코드워드 변환 시, 상기 4096개의 코드워드 중에서 ITI(intertrack interference) 효과를 가지지 않는 코드워드를 사용하되, 상기 ITI 효과를 가지는 코드워드는, 상기 3×4 행렬의 가장자리 열 각각에서 어느 하나의 비트의 값이 상기 어느 하나의 비트의 상/하의 비트의 값 모두와 다른 값을 가질 수 있다. Wherein the code words of the 3x4 matrix that can be transformed from the 9-bit input data are 4096, the bits constituting each of the code words of the 3x4 matrix have a high value or a low value, A codeword having no ITI (Intertrack Interference) effect is used among the 4096 codewords, and the codeword having the ITI effect has a value of one bit in each of the edge columns of the 3x4 matrix May have a value different from all of the values of the bits above and below one of the bits.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 데이터 저장 시스템에 있어서, 9 비트의 입력 데이터를 3×4 행렬의 코드워드로 변환하는 인코더; 상기 변환된 코드워드를 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 코드워드를 출력 데이터로 변환하는 디코더;를 포함하되, 상기 9 비트의 입력 데이터로부터 변환될 수 있는 상기 3×4 행렬의 코드워드는 4096개이고, 상기 3×4 행렬의 코드워드 각각을 구성하는 비트는 하이값 또는 로우값을 가지며, 상기 인코더는, 상기 4096개의 코드워드 중에서 기 설정된 조건을 만족시키는 986개의 코드워드 중 512개의 코드워드를 변환 시 사용하되, 상기 기 설정된 조건은, 코드워드 간의 최소 해밍 거리가 2 이상인 제1 조건, 코드워드가 2D ISI 패턴을 가지지 않는 제2 조건 및 코드워드가 ITI 효과를 가지지 않는 제3 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a data storage system comprising: an encoder for converting 9-bit input data into a code word of a 3x4 matrix; A storage unit for storing the converted code word; And a decoder for converting the codeword stored in the storage unit into output data, wherein 4096 codewords of the 3x4 matrix that can be converted from the 9-bit input data are included, and the code of the 3x4 matrix Wherein each of the bits constituting each word has a high value or a low value and the encoder uses 512 codewords among 986 codewords satisfying predetermined conditions among the 4096 codewords, A second condition that the code word has no 2D ISI pattern and a third condition that the codeword does not have an ITI effect. / RTI >

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프로세서에서 수행되는 데이터 저장 방법에 있어서, 입력 데이터를 코드워드로 변환하는 인코딩 단계; 상기 변환된 코드워드를 저장하는 저장 단계; 및 상기 저장된 코드워드를 출력 데이터로 변환하는 디코딩 단계;를 포함하되, 상기 인코딩 단계는 9 비트의 입력 데이터를 3×4 행렬의 코드워드로 변환하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of storing data in a processor, comprising: encoding an input data into a codeword; A storing step of storing the converted codeword; And a decoding step of converting the stored codeword into output data, wherein the encoding step converts 9-bit input data into a codeword of a 3x4 matrix.

본 발명에 따르면, 2차원 심볼 간 간섭을 줄일 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that the two-dimensional intersymbol interference can be reduced.

또한, 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인코더의 동작의 개념을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인코더에서 사용되는 512개의 코드워드를 도시한 도면이다.
도 5는 2D ISI 패턴 및 ITI 효과를 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a data storage system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a data storage method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a concept of an operation of an encoder according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating 512 codewords used in an encoder according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining the 2D ISI pattern and the ITI effect.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprising ", or" comprising "and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술한다. Various embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 BPMR(Bit-Patterned Media Recording) 등에서 발생하는 2차원 심볼 간 간섭(2D ISI(InterSymbol Interference))을 줄이고 2차원 데이터를 효율적으로 저장할 수 있도록 하기 위한 변조 부호 기법을 사용하는 데이터 저장 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서 사용되는 변조 부호 기법은 모든 9 비트의 입력 데이터(정보 시퀀스)를 3×4의 2D 출력 어레이 즉, 12개의 심볼의 출력 코드워드로 변조하는 9/12 2D 변조 부호 기법이다. The present invention relates to a data storage system using a modulation coding technique to reduce two-dimensional inter-symbol interference (ISI) generated in a bit-patterned media recording (BPMR) and efficiently store two- A modulation code technique used in the present invention is a 9/12 2D modulation code for modulating all 9-bit input data (information sequences) into a 3x4 2D output array, that is, output code words of 12 symbols Technique.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기에서 설명한 변조 부호 기법을 사용하는 데이터 저장 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a data storage system using the above-described modulation coding technique according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 시스템(100)는 일례로, BPMR 데이터 저장 시스템으로서, 인코더(110), 제어부(120) 및 디코더(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a data storage system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes, for example, an encoder 110, a controller 120, and a decoder 130 as a BPMR data storage system.

그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 방법의 흐름도를 도시한 도면이다. 여기서, 데이터 저장 방법은 프로세서를 포함하는 장치, 일례로, 도 1에서 도시한 따른 데이터 저장 시스템(100)에서 수행될 수 있다. 2 is a flowchart illustrating a data storage method according to an embodiment of the present invention. Here, the method of storing data may be performed in a device including a processor, for example, the data storage system 100 shown in FIG.

이하, 각 구성 요소 별 기능 및 각 단계 별로 수행되는 동작을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the function of each component and the operation performed in each step will be described in detail.

단계(210)에서, 인코더(110)는 입력 데이터를 코드워드로 변환하는 기능을 수행한다. 즉, 인코더(110)는 9 비트의 입력 데이터를 2차원 행렬, 즉 12 비트로 구성된 3×4 행렬의 코드워드로 변환한다. In step 210, the encoder 110 performs the function of converting the input data into a codeword. That is, the encoder 110 converts 9-bit input data into a 2-dimensional matrix, that is, a code word of a 3x4 matrix composed of 12 bits.

그리고, 단계(220)에서, 저장부(120)는 변환된 코드워드를 저장하는 기능을 수행하며, 이를 위해, 수평 등화기(horizontal equalizer)(121), 수직 등화기(vertical equalizer)(122), 수평 SOVA(123), 수직 SOVA(124) 및 평균값 산출부(125)를 포함한다. In step 220, the storage unit 120 stores the converted codewords. To this end, a horizontal equalizer 121, a vertical equalizer 122, A horizontal SOVA 123, a vertical SOVA 124, and an average value calculation unit 125. [

보다 상세하게, 인코더(110)에 출력된 신호는 데이터 채널(일례로, BPMR 채널)을 통해 저장부(120)로 전송된다. 이 때, 데이터 채널에서는 부가 백색 가우스 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)이 발생되며, 데이터 채널을 통과한 인코더(110)의 출력 신호와 대응되는 리드백 신호 r[p, q]가 저장부(120)로 수신된다. More specifically, the signal output to the encoder 110 is transmitted to the storage unit 120 through a data channel (e.g., a BPMR channel). At this time, additive white Gaussian noise (AWGN) is generated in the data channel and the readback signal r [p, q] corresponding to the output signal of the encoder 110 that has passed through the data channel is stored in the storage unit 120).

수평 등화기(121), 수직 등화기(122)는 리드백 신호 r[p, q]에 대하여 등화(equalization)를 수행한다. 즉, 수평 등화기(121)는 리드백 신호 r[p, q]에 대해 수평 방향(horizontal direction)의 등화를 수행하여 출력 신호 zh[p, q]를 출력하고, 수직 등화기(1212는 리드백 신호 r[p, q]에 대해 수직 방향(vertical direction)의 등화를 수행하여 출력 신호 zv[p, q]를 출력한다. The horizontal equalizer 121 and the vertical equalizer 122 perform equalization on the readback signal r [p, q]. That is, the horizontal equalizer 121 performs horizontal direction equalization on the readback signal r [p, q] to output the output signal z h [p, q], and the vertical equalizer 1212 And performs equalization in the vertical direction with respect to the readback signal r [p, q] to output the output signal z v [p, q].

수평 SOVA(123)는 수평 등화기(121)의 출력 신호 zh[p, q]을 이용하여 인접심볼간 간섭을 검출하고, 수직 SOVA(124)는 수직 등화기(122)의 출력 신호 zv[p, q]을 이용하여 인접심볼간 간섭을 검출한다. 평균값 산출부(125)은 수평 SOVA(123)의 출력신호 sh[p, q]와, 수직 SOVA(124)의 출력신호 sv[p, q]에 대해 평균값을 산출한다. The horizontal SOVA 123 detects the inter-symbol interference using the output signal z h [p, q] of the horizontal equalizer 121 and the vertical SOVA 124 detects the output signal z v [p, q] is used to detect inter-symbol interference. The average value calculation unit 125 calculates an average value for the output signal s h [p, q] of the horizontal SOVA 123 and the output signal s v [p, q] of the vertical SOVA 124.

또한, 단계(230)에서, 디코더(130)는 저장된 코드워드를 출력 데이터로 변환하는 기능을 수행한다. Also, at step 230, the decoder 130 performs the function of converting the stored codeword into output data.

즉, 디코더(130)는 유클리드 거리의 개념을 기반으로 제안된 변조 부호의 복호화 절차가 적용된다. 저장부(120)에서 수신된 코드워드에 대해, 디코더(130)는 코드워드 세트에 속하는 코드워드 전체에 대한 유클리드 거리는 다음의 수학식 1을 이용하여 산출된다. That is, the decoder 130 applies the decoding procedure of the proposed modulation code based on the concept of Euclidean distance. For the codeword received at the storage unit 120, the decoder 130 calculates the Euclidean distance for all codewords belonging to the codeword set using the following equation (1).

Figure 112017012277191-pat00001
Figure 112017012277191-pat00001

여기서,

Figure 112017012277191-pat00002
는 i번째 수신된 코드워드, ci는 코드워드 세트 내의 선택된 코드워드 세트에 속하는 i번째 코드워드,
Figure 112017012277191-pat00003
는 i번째 수신된 코드워드의 j번째 심볼, cij는 i번째 코드워드의 j번째 심볼을 각각 의미한다. here,
Figure 112017012277191-pat00002
Is the i-th received codeword, c i is the i-th code word belonging to a set of selected code words in the code word set,
Figure 112017012277191-pat00003
Denotes a j-th symbol of an i-th received codeword, and c ij denotes a j-th symbol of an i-th codeword.

이하, 본 발명의 특징적 구성 요소인 인코더(110)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the encoder 110, which is a characteristic component of the present invention, will be described in more detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인코더(110)의 동작의 개념을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a concept of an operation of the encoder 110 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 인코더(110)는 사용자 데이터인 9 비트의 시퀀스를 3×4 행렬의 12 비트의 코드워드(어레이 구조)로 변환한다. 변환된 코드워드(2D 어레이)는 페이지에 순차적으로 배치된다. Referring to FIG. 3, the encoder 110 converts a 9-bit sequence of user data into a 12-bit code word (array structure) of a 3x4 matrix. The converted code words (2D arrays) are arranged sequentially on the page.

그리고, 9 비트의 입력 데이터로부터 변환될 수 있는 12 비트의 3×4 행렬의 코드워드는 4096(=212)개일 수 있으며, 3×4 행렬의 코드워드 각각을 구성하는 비트는 하이값(일례로, 1) 또는 로우값(일례로, 0 또는 -1)을 가질 수 있다. The code words of the 12-bit 3x4 matrix that can be transformed from the 9-bit input data may be 4096 (= 2 12 ), and the bits constituting each of the code words of the 3x4 matrix are high values 1) or a low value (for example, 0 or -1).

이 경우, 인코더(110)는, 4096개의 코드워드 중에서 기 설정된 조건을 만족시키는 986개의 코드워드를 사용할 수 있다. 이 때, 입력 데이터가 9 비트이므로, 인코더(110)는 986개의 코드워드 중에서 512개(29)의 코드워드를 변환 시 사용할 수 있다. 이 때, 986개의 코드워드 중에서 512개의 코드워드의 선택은 랜덤하게 이루어지거나 인코더(110)에서 빨리 출력된 순서대로 사용될 수 있다. 도 4에서는 인코더(110)에서 사용되는 512개의 코드워드를 도시하고 있다. In this case, the encoder 110 can use 986 codewords satisfying predetermined conditions among 4096 codewords. At this time, since the input data is 9 bits, the encoder 110 can use 512 (2 9 ) codewords out of 986 codewords. At this time, the selection of 512 codewords out of the 986 codewords can be performed randomly or in the order that the encoder 110 outputs the codewords in a short period of time. FIG. 4 shows 512 codewords used in the encoder 110. FIG.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기 설정된 조건은, i) 코드워드 간의 최소 해밍 거리가 2 이상인 제1 조건, ii) 코드워드가 2D ISI 패턴을 가지지 않는 제2 조건 및 iii) 코드워드가 ITI(intertrack interference) 효과를 가지지 않는 제3 조건을 포함한다. According to one embodiment of the present invention, predetermined conditions are i) a first condition in which a minimum hamming distance between codewords is at least 2, ii) a second condition in which the codeword does not have a 2D ISI pattern, and iii) and a third condition that does not have an intertrack interference effect.

이 때, 해밍 거리는 같은 비트 수를 갖는 2진 부호 사이에 비트값이 일치하지 않는 개수를 의미하는 것이다. 일례로, A가 101011이고, B가 110010인 경우, A와 B의 해밍 거리는 3이다. 도 4에 도시된 코드워드들은 코드워드 간의 해밍 거리가 최소 2 이상이다. In this case, the Hamming distance means a number in which the bit values do not coincide with each other between binary codes having the same number of bits. For example, if A is 101011 and B is 110010, Hamming distance of A and B is 3. The codewords shown in FIG. 4 have a Hamming distance of at least 2 between codewords.

또한, 2D ISI 패턴을 가지는 코드워드는, 3×4 행렬을 구성하는 비트 중 어느 하나의 비트의 값이 상기 어느 하나의 비트의 상/하/좌/우의 비트의 값과 다른 값을 가지는 코드워드일 수 있다. 이는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같다. Also, a code word having a 2D ISI pattern is a code word having a value different from that of any one of the bits constituting the 3x4 matrix, Lt; / RTI > This is as shown in Fig. 5 (a).

그리고, ITI 효과를 가지는 코드워드는, 행렬의 가장자리 열 각각에서 어느 하나의 비트의 값이 상기 어느 하나의 비트의 상/하의 비트의 값 모두와 다른 값을 가지는 코드워드일 수 있다. 이는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같으며, 비트 a 및 비트 c가 모두 1의 값을 가지거나 비트 b 및 비트 d가 모두 -1의 값을 가지는 경우 ITI 효과를 가지를 코드워드이다. The codeword having the ITI effect may be a codeword in which the value of one bit in each edge column of the matrix has a value different from that of any of the bits above or below the bit. This is as shown in FIG. 5 (b), and it is a codeword that has an ITI effect when bit a and bit c both have a value of 1, or both b and d have a value of -1 .

즉, 인코더(110)는 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건 중 적어도 하나의 조건을 만족하는 코드워드, 바람직하게는 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 모두 만족하는 코드워드를 변환 시 사용할 수 있다.  That is, the encoder 110 encodes a codeword that satisfies at least one of the first condition, the second condition, and the third condition, preferably a codeword that satisfies the first condition, the second condition, and the third condition It can be used in conversion.

기 설정된 조건에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. The predetermined condition will be described in more detail as follows.

2D ISI 영향을 받는 데이터 저장 시스템의 성능을 향상시키기 위한 인코딩 스킴 중에서 저역 통과 제약 조건을 가진 2D 변조 코드가 존재한다. 이 때, 상기의 제약 조건은 변조 코드 블록을 생성하며, 상기 변조 코드 블록은 높은 공간적 주파수의 구성 요소로 구성되지 않는다. 높은 공간적 주파수의 컨텐츠를 갖는 2D 출력 배열은 반대 값의 많은 인접 비트로 둘러싸인 중심의 특정 비트를 포함하는 것으로 정의된다. 이 경우, 중심의 특정 비트가 부정확하게 검출되는 경향이 있다. There are 2D modulation codes with low-pass constraints among the encoding schemes to improve the performance of the data storage system affected by the 2D ISI. At this time, the above-mentioned constraint condition generates a modulation code block, and the modulation code block is not composed of a component having a high spatial frequency. A 2D output arrangement having content with a high spatial frequency is defined as containing a specific bit of the center surrounded by many contiguous bits of opposite values. In this case, a particular bit in the center tends to be incorrectly detected.

예를 들어, 도 5의 (a)를 참조하면, 대상 비트인 비트 '1'(하이 비트)가 다수 개의 비트 '-1'(로우 비트)에 둘러싸여 있으면 대상 비트인 비트 '1'(하이 비트)가 비트 '-1'(로우 비트)로 잘못 감지되거나, 대상 비트인 비트 '-1'(로우 비트)가 다수 개의 비트 '1'(하이 비트)에 둘러싸여 있으면 대상 비트인 비트 '-1'(로우 비트)가 비트 '1'(하이 비트)로 잘못 감지될 수 있다(2D ISI 패턴). 즉, 상기에서 언급한 바와 같이, 인코더(110)에서 출력되는 코드워드인 행렬을 구성하는 비트 중 어느 하나의 비트의 값이 상기 어느 하나의 비트의 상/하/좌/우의 비트의 값과 다른 값을 가지는 경우 오류가 발생될 가능성이 높다. 따라서, 인코더(110)에서는 2D ISI 패턴의 문제를 해결해야 한다. For example, referring to FIG. 5A, if the target bit '1' (high bit) is surrounded by a plurality of bits '-1' (low bit) -1 '(low bit), or when the target bit' -1 '(low bit) is surrounded by a plurality of bits' 1' (high bit) (Low bit) may be erroneously detected as bit '1' (high bit) (2D ISI pattern). That is, as described above, if the value of any one of the bits constituting the matrix which is the code word output from the encoder 110 is different from the value of the bits of the upper, lower, left, If there is a value, the error is likely to occur. Therefore, the encoder 110 must solve the problem of the 2D ISI pattern.

한편, 2D ISI 패턴을 제거뿐만이 아니라 ITI 효과 역시 제거되어야 한다. 도 5의 (b)을 참조하면, 상기에서도 언급한 바와 같이, ITI 효과는 행렬의 가장자리 열에서, 어느 하나의 비트의 값이 상기 어느 하나의 비트의 상/하의 비트의 값 모두와 다른 값을 가지는 것을 의미한다. 즉, 3×4 행렬의 1열의 가운데 비트의 값이 1열의 가운데 비트의 상/하 비트의 값과 동일하고, 3×4 행렬의 4열의 가운데 비트의 값이 4열의 가운데 비트의 상/하 비트의 값과 동일한 경우 해당 코드워드는 ITI 효과를 가진다. 다시 말해, 3×4 행렬의 (2, 1)의 위치의 비트의 값이 3×4 행렬의 (1, 1)의 위치의 비트 값 및 3×4 행렬의 (3, 1)의 위치의 비트 값 중 적어도 하나와 동일한 비트 값을 가지고, 3×4 행렬의 (2, 4)의 위치의 비트의 값이 3×4 행렬의 (1, 4)의 위치의 비트 값 및 3×4 행렬의 (3, 4)의 위치의 비트 값 중 적어도 하나와 동일한 비트 값을 가지는 경우, 해당 코드워드는 ITI 효과를 가지지 않는 코드워드이다. 도 5의(c)에서는 ITI 효과를 가지는 코드워드의 worst case를 도시하고 있다. On the other hand, not only the removal of the 2D ISI pattern but also the ITI effect should be eliminated. Referring to FIG. 5 (b), as described above, the ITI effect is generated in the edge column of the matrix by setting a value of one bit to a value different from all bits of the bits above and below the one bit It means to have. That is, if the value of the middle bit of the first column of the 3x4 matrix is equal to the value of the upper / lower bit of the middle bit of the first column, and the value of the middle bit of the fourth row of the 3x4 matrix is equal to the value of the upper / The corresponding codeword has an ITI effect. In other words, when the value of the bit at the position (2, 1) of the 3x4 matrix is the bit value at the position (1, 1) of the 3x4 matrix and the bit value at the position (3, (2, 4) of the 3x4 matrix is the same as the bit value at the (1, 4) position of the 3x4 matrix and the bit value of the 3x4 matrix of the 3x4 matrix 3, 4), the corresponding codeword is a codeword having no ITI effect. FIG. 5 (c) shows the worst case of the codeword having the ITI effect.

따라서, 본 발명의 인코더(110)는 상기에서 언급한 바와 같이 다음의 3가지 조건을 만족시키는 코드워드를 출력한다(이 때, 3가지 조건의 우선 순위 수준은 순서에 따라 감소한다). 즉, 선택된 코드워드는, i) 코드워드 간의 최소 해밍 거리가 2 이상이고, ii) 2D ISI 패턴을 포함하지 않으며, (iii) ITI 효과를 가지지 않아야 한다. 3가지 조건을 모두 충족하는 코드워드들은 986 개가 있으며, 입력 데이터가 9 비트이므로, 인코더(110)는 986개의 코드워드 중에서 512개(29)의 코드워드를 변환 시 사용할 수 있다. 이 때, 9 비트의 입력 데이터가 ??512의 코드워드와 1:1로 매핑된다. Therefore, the encoder 110 of the present invention outputs the code words satisfying the following three conditions (the priority levels of the three conditions are decremented in order) as described above. That is, the selected codeword must: i) have a minimum hamming distance between code words of 2 or more, ii) do not include a 2D ISI pattern, and iii) do not have an ITI effect. Since the number of codewords satisfying all three conditions is 986, and the input data is 9 bits, the encoder 110 can use 512 (2 9 ) codewords out of 986 codewords. At this time, 9-bit input data is mapped to a code word of 512 in 1: 1.

정리하면, 본 발명은 상기한 3가지 조건을 사용하여 인코딩을 함으로써 BPMR 등에서 발생하는 2차원 심볼 간 간섭을 줄이고 2차원 데이터를 효율적으로 저장할 수 있는 장점이 있다. In summary, the present invention is advantageous in that the two-dimensional intersymbol interference generated in BPMR and the like can be reduced and the two-dimensional data can be efficiently stored by encoding using the above three conditions.

또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Examples of program instructions, such as magneto-optical and ROM, RAM, flash memory and the like, can be executed by a computer using an interpreter or the like, as well as machine code, Includes a high-level language code. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform operations of one embodiment of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (7)

데이터 저장 시스템에 있어서,
입력 데이터를 코드워드로 변환하는 인코더;
상기 변환된 코드워드를 저장하는 저장부; 및
상기 저장부에 저장된 코드워드를 출력 데이터로 변환하는 디코더;를 포함하되,
상기 인코더는, 9 비트의 입력 데이터를 3×4 행렬의 코드워드인 4096개의 코드워드로 변환하되, 코드워드 변환 시 상기 4096개의 코드워드 중에서 코드워드 간의 최소 해밍 거리가 2 이상인 코드워드만을 사용하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
In a data storage system,
An encoder for converting the input data into a codeword;
A storage unit for storing the converted code word; And
And a decoder for converting a codeword stored in the storage into output data,
The encoder converts input data of 9 bits into 4096 code words which are code words of a 3x4 matrix and uses only code words whose minimum hamming distance between code words is 2 or more among the 4096 code words during code word conversion Lt; / RTI >
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 3×4 행렬의 코드워드 각각을 구성하는 비트는 하이값 또는 로우값을 가지며,
상기 인코더는, 코드워드 변환 시, 상기 4096개의 코드워드 중에서 2D ISI(inter-symbol interference) 패턴을 가지는 코드워드를 사용하지 않되,
상기 2D ISI 패턴을 가지는 코드워드는, 상기 3×4 행렬을 구성하는 비트 중 어느 하나의 비트의 값이 상기 어느 하나의 비트의 상/하/좌/우의 비트의 값과 다른 값을 가지는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
The method according to claim 1,
The bits constituting each of the code words of the 3x4 matrix have a high value or a low value,
Wherein the encoder does not use a codeword having a 2D ISI (inter-symbol interference) pattern among the 4096 codewords during codeword conversion,
The codeword having the 2D ISI pattern is characterized in that the value of any one of the bits constituting the 3x4 matrix has a value different from the value of the bits of the up / down / left / right of any one of the bits Lt; / RTI >
제1항에 있어서,
상기 3×4 행렬의 코드워드 각각을 구성하는 비트는 하이값 또는 로우값을 가지며,
상기 인코더는, 코드워드 변환 시, 상기 4096개의 코드워드 중에서 ITI(intertrack interference) 효과를 가지지 않는 코드워드를 사용하되,
상기 ITI 효과를 가지는 코드워드는, 상기 3×4 행렬의 가장자리 열 각각에서 어느 하나의 비트의 값이 상기 어느 하나의 비트의 상/하의 비트의 값 모두와 다른 값을 가지는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
The method according to claim 1,
The bits constituting each of the code words of the 3x4 matrix have a high value or a low value,
Wherein the encoder uses a codeword that does not have an ITI (intertrack interference) effect among the 4096 codewords during codeword conversion,
Wherein the codeword having the ITI effect has a value of one bit in each of the edge columns of the 3x4 matrix has a different value from that of bits above and below the bit of the one bit. system.
데이터 저장 시스템에 있어서,
9 비트의 입력 데이터를 3×4 행렬의 코드워드로 변환하는 인코더;
상기 변환된 코드워드를 저장하는 저장부; 및
상기 저장부에 저장된 코드워드를 출력 데이터로 변환하는 디코더;를 포함하되,
상기 9 비트의 입력 데이터로부터 변환될 수 있는 상기 3×4 행렬의 코드워드는 4096개이고, 상기 3×4 행렬의 코드워드 각각을 구성하는 비트는 하이값 또는 로우값을 가지며,
상기 인코더는, 상기 4096개의 코드워드 중에서 기 설정된 조건을 만족시키는 986개의 코드워드 중 512개의 코드워드를 변환 시 사용하되,
상기 기 설정된 조건은, 코드워드 간의 최소 해밍 거리가 2 이상인 제1 조건, 코드워드가 2D ISI 패턴을 가지지 않는 제2 조건 및 코드워드가 ITI 효과를 가지지 않는 제3 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
In a data storage system,
An encoder for converting 9-bit input data into a code word of a 3x4 matrix;
A storage unit for storing the converted code word; And
And a decoder for converting a codeword stored in the storage into output data,
The code words of the 3x4 matrix that can be transformed from the 9-bit input data are 4096, the bits constituting each of the code words of the 3x4 matrix have a high value or a low value,
Wherein the encoder uses 512 codewords among 986 codewords satisfying predetermined conditions among the 4096 codewords,
Wherein the predetermined condition is a first condition that a minimum hamming distance between codewords is 2 or more, a second condition that the codeword does not have a 2D ISI pattern, and a third condition that the codeword has no ITI effect Data storage system.
프로세서에서 수행되는 데이터 저장 방법에 있어서,
입력 데이터를 코드워드로 변환하는 인코딩 단계;
상기 변환된 코드워드를 저장하는 저장 단계; 및
상기 저장된 코드워드를 출력 데이터로 변환하는 디코딩 단계;를 포함하되,
상기 인코딩 단계는 9 비트의 입력 데이터를 3×4 행렬의 코드워드인 4096개의 코드워드로 변환하되, 코드워드 변환 시 상기 4096개의 코드워드 중에서 코드워드 간의 최소 해밍 거리가 2 이상인 코드워드만을 사용하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 방법.
A method of storing data in a processor,
An encoding step of converting input data into a codeword;
A storing step of storing the converted codeword; And
And a decoding step of converting the stored codeword into output data,
Wherein the encoding step converts the 9-bit input data into 4096 code words, which are code words of a 3x4 matrix, and uses only code words having a minimum hamming distance of 2 or more among the 4096 code words, And storing the data.
제6항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
A computer-readable recording medium recording a program for performing the method of claim 6.
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KR20090088398A (en) * 2007-03-21 2009-08-19 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 Holographic data storage

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