KR20010005905A - 위치 의존성 제한을 갖는 최대 천이 런 길이 코드용 구조 및 시스템 - Google Patents

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KR20010005905A
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시게이트 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

본 발명의 인코딩 데이타(152)용 방법 및 장치는 각 코드 워드가 코드 비트의 두개의 서브그룹을 포함하는 코드 워드(190, 192, 194)의 코드 스트림(153)을 생성한다. 코드 비트의 각 서브그룹은 서로 다른 최대 천이 런 제한에 의해 제한된다. 본 발명의 실시예에서, 상기 장치 및 방법은 교번하는 짝수 비트 위치(188)와 홀수 비트 위치(186)를 포함하는 코드 스트림을 생성하며, 여기서 짝수 비트 위치는 서로 다른 최대 런 길이 제한에 의해 상기 홀수 비트 위치보다 제한된다.

Description

위치 의존성 제한을 갖는 최대 천이 런 길이 코드용 구조 및 시스템{SYSTEM AND SCHEME FOR MAXIMUM TRANSITION RUN LENGTH CODES WITH LOCATION DEPENDENT CONSTRAINTS}
디지털 통신 기술 분야에서, 디지털 정보는 채널을 통해 수신기로부터 송신기로 전송된다. "채널"은 다른 많은 것들을 포함할 수 있는 일반화된 용어이다. 예를들어, 위성 통신 시스템에서, 채널은 지구에 고정된 송신기와 위성 사이의 대기권으로 구성된다. 자기 디스크 드라이브와 같은 데이타 저장 장치에서는, 채널은 수신기로 전송되기 전의 일정 시간 주기동안 신호가 저장되는 저장 매체를 포함한다.
모든 채널에는 채널이 전송하는 신호에 대한 노이즈가 개입된다. 이 채널 노이즈에 의해 야기되는 신호 에러를 검출하고 때로는 수정하기 위하여, 다수의 코딩 기술이 발전되었다. 이들 코딩 기술들은 다수의 데이타 비트 m 으로 구성된 데이타 워드들을 다수의 코드 비트 n 으로 구성된 보다 대형인 코드 워드로 변환한다. 코드 워드에서의 부가적인 비트들은 채널로부터 수신된 신호의 에러들을 검출하고 때로는 이들을 수정한다.
코드 비트의 개수에 대한 데이타 수의 비율, m/n은 코드율로 알려져 있다. 일반적으로, 낮은 코드율이 코드 워드에서의 부가적인 비트 개수의 증가를 의미하므로, 수신된 신호의 에러를 검출 및 수정하는 능력은 코드율이 감소함에 따라 증가된다. 그러나, 인코더에 의해 더해진 각 부가적인 비트는 채널을 통해 신호를 전송하는데 필요한 시간 및 에너지를 증가시킨다. 이 때, 코드를 전송하는데 필요한 시간과 에너지를 최소화하기 위해서, 코드율이 최대가 되어야 한다. 낮은 코드율은 보다 증가된 비트 폭주(crowding)를 야기하며, 이는 에러 비율 이행을 감소시킨다.
비복귀 제로 인버스(NRZI)로 알려진 일 코딩 타입에서는, 코드 워드에서의 모든 디지털 1은 전송된 신호 천이에 의해 표현되며, 모든 디지털 0은 전송된 신호 천이의 부존재에 의해 표현된다. 위상 잠금 루프(phase lock loop)와 수신 신호를 이용하여 수신기에서 클록 신호를 생성하게 하기 위해서, 인코딩된 신호는 일반적으로 연속하는 0들의 갯수가 최대 숫자 "k" 이하가 되도록 제한된다. 이러한 종류의 코드는 "k" 제한을 갖는 런-길이-한계(RLL) 코드로 알려져 있다. 전송 신호의 연속 천이들이 서로 간섭하는 때에 일어나는 인터-심볼(inter-symbol) 효과를 제한하기 위해서, 인코딩된 값에서 연속하는 1들의 갯수를 제한하는 것이 또한 공지되어 있다. 이러한 코드는 "L" 제한을 갖는 최대 천이 런(MTR) 코드로 알려져 있으며, 여기서 L은 채널 영역에서 허용되는 연속 천이들의 최대 갯수이다. 예를들어, 세개 이상의 연속 천이를 피하기 위해서, MTR 제한 L=2를 갖는 코드가 설계될 수 있다.
MTR 코드는 인터-심볼 간섭을 줄일 수 있으나, 이는 다수의 사용 가능한 워드들을 제거하여 높은 비율의 MTR 제한을 실행하는 것을 어렵게 하거나 때로는 불가능하게 한다. MTR 코드는 대부분의 에러 경향 패턴을 제거하고 주어진 MTR 제한에서 얻을 수 있는 코드율을 차례로 제한함에 의해 비트-에러 비율을 향상시킨다.
본 발명은 상기 문제점과 그외 다른 문제점을 해결하고자 하는 것이며 종래기술과 다른 이점을 제공한다.
본 발명은 인코딩 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 디스크 드라이브의 인코딩 시스템에 관한 것이다.
도1은 디스크 드라이브의 평면도이다.
도2는 본 발명의 코딩 시스템의 블록 다이어그램이다.
도3은 본 발명에 사용된 넘버링(numbering) 및 명명 약속을 나타내는 인코딩 스트림의 조직적 레이아웃이다.
도4는 본 발명의 코드에 대한 상태도이다.
인코딩 데이타용 장치 및 방법은 각 코드 워드가 코드 비트의 두개의 서브그룹을 포함하는 코드 워드의 코드 시스템을 제공한다. 각 코드 비트의 서브그룹은 서로 다른 최대 천이 런 제한에 의해 제한된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명의 방법 및 장치는 짝수 비트 위치가 홀수 비트 위치보다 서로 다른 최대 런 길이 제한에 의해 보다 제한되는 교번 짝수 비트 및 홀수 비트 위치로 이루어진 코드 스트림(stream)을 생성한다. 바람직한 실시예에서, 코드 스트림 내의 짝수 비트 위치는 세개의 최대 천이 런 제한을 가지며 코드 스트림 내의 홀수 비트 위치는 두개의 최대 천이 런 제한을 갖는다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 상기 코드 스트림은 일련의 연결된(concatenated) 짝수 및 홀수 코드 워드를 통해 형성된다. 코드 스트림 내의 짝수 코드 워드는 코드 워드의 홀수 비트 위치에 대해서는 두개의 최대 천이 런 제한을 가지며 코드 워드의 짝수 비트 위치에 대해서는 세개의 최대 천이 런 제한을 갖는다. 홀수 코드 워드에서, 최대 천이 런 제한이 코드 워드의 짝수 비트 위치에 대해서는 두개이며 코드 워드의 홀수 비트 위치에 대해서는 세개이다.
도1은 베이스 판 102와 상부 커버 104를 갖는 하우징을 포함하는 디스크 드라이브 100의 평면도이다(상부 커버 104의 단면은 설명 편의상 제거되어 있음). 디스크 드라이브 100은 스핀들 모터(미도시)에 실장된 디스크 팩 106을 더 포함한다. 디스크 팩 106은 중심 축 둘레의 공통 회전을 위해 실장된 복수개의 개별 디스크를 포함한다. 각 디스크 표면은 디스크 표면과의 연통(communication)을 위해 디스크 드라이브 100에 실장된 결합 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)를 갖는다. 각 HGA 112는 하나 이상의 읽기 및 쓰기 헤드를 이동시키는 짐벌 및 슬라이더를 포함한다. 각 HGA 112는 엘츄에이터 어셈블리 122의 일반적으로 픽스쳐(fixture)로 알려진 트랙 접근 암 120에 교대로 부착된 서스팬션 118에 의해 지지된다.
엑츄에이터 어셈블리 122는 내부 회로 128 내의 서보 제어 회로에 의해 제어되는 음성 코일 모터 124에 의해 축 12 둘레를 회전한다. HGA 112는 디스크 내부 지름 132과 디스크 외부 지름 134 사이의 아치형 경로 130에서 움직인다. 헤드가 적절히 위치된 경우, 내부 회로 128 내의 쓰기 회로는 저장용 데이타를 디스크 상에 인코딩하며 인코딩된 신호를 디스크에 정보를 쓰는 HGA 112의 헤드로 신호를 전달한다. 이와 다른 시간에, HGA 112의 읽기 헤드는 디스크로부터 저장된 정보를 읽으며 복귀된 데이타 신호를 생성하기 위해서 검출기 회로와 디코더 회로에 복귀된 신호를 제공한다.
도2는 본 발명에 사용되는 일반화된 통신 시스템 148의 블록 다이어그램을 도시한다. 도1의 디스크 드라이브에서, 통신 시스템 148은 내부 로직 128, 헤드 짐벌 어셈블리 112 및 디스크 106에 의해 형성된다. 통신 시스템 148 내부에서, 인코더 150가 데이타 샘플 152를 수신하며 짝수 및 홀수 코드 워드 153을 생성한다. 홀수 및 짝수 워드 153은 각 코드 워드의 모든 비트들이 동시에 컨버터 155에 제공되도록 병렬-직렬 컨버터에 병렬로 제공된다. 병렬-직렬 컨버터 155는 짝수 및 홀수 코드 워드 153의 각 병렬 코드 워드를 직렬 표현으로 변환시키며 상기 직렬 표현이 연결되도록(concatenate) 짝수 및 홀수 비트 154의 시퀀스를 생성한다. 짝수 및 홀수 비트 154 시퀀스는 이하에서 설명할 몇개의 제한을 만족시킨다. 트랜스미터/채널 프리코더(precoder) 156은 짝수 및 홀수 비트 154 시퀀스를 수신하며 채널로부터 신호를 복귀시키는데 이용되는 검출기 형태로 상기 시퀀스가 최적되도록 상기 시퀀스에 조건을 부여한다. 트랜스미터/채널 프리코더 156은 채널 160에 제공되는 쓰기 신호 158을 생성한다.
통신 시스템이 디스크 드라이브인 경우에, 쓰기 헤드, 디스크 및 읽기 헤드로 이루어지는 채널 160은 읽기 신호 164로서 트랜스미터/채널 프리코더 156로부터 인코딩된 정보를 수신기/검출기 162로 전달한다. 수신기/검출기 162는 읽기 신호 164를 증폭하고 필터링하며 수개의 공지된 검출 방법중 하나를 이용하여 읽기 신호로부터 인코딩된 신호를 복귀시킨다. 예를들어, 수신기/검출기 162에는 비테르비(Viterbi) 검출기, 결정 피드백 균형화(DFE), 결정 피드백을 갖는 고정-지연 트리(Tree) 검색(FDTS/DF) 또는 감소 상태 시퀀스 검출(RSSE)가 사용될 수 있다. 채널 160로부터 신호를 검출 및 증폭한 후에, 수신기/검출기 162는 직렬-병렬 컨버터 163에 제공된 짝수 및 홀수 비트 165의 복귀된 시퀀스를 생성한다. 짝수 및 홀수 비트 165의 시퀀스는 직렬-병렬 컨버터 163에서는 직렬 포멧이다. 직렬-병렬 컨버터 163은 상기 비트를 코드 워드가 되도록 묶으며 직렬 포멧에서 병렬 포멧으로 상기 코드 워드를 변환시킨다. 직렬-병렬 컨버터 163은 다음 병렬 포멧으로 짝수 및 홀수 코드 워드 166을 출력한다. 짝수 및 홀수 워드 166은 디코더 168에 제공된다. 디코더 168은 인코더 150에서 사용된 코딩 규칙의 인버스 규칙을 사용하며 상기 짝수 및 홀수 코드 워드 166을 복귀된 데이타 스트림 170으로 변환된다.
도3은 본 발명에서 사용되는 넘버링 및 명명 시스템을 설명하는데 유용한 비트들의 코드 스트림 178에 대한 조직적 레이아웃을 도시한다. 코드 스트림 178은 홀수 및 짝수 비트 154 시퀀스 또는 도2의 홀수 및 짝수 비트 165 시퀀스로 나타내질 수 있는 비트 스트림 타입의 일예이다.
도3에서, 적절한 첫번째 비트는 가장 왼쪽에 위치하며 적절한 그 다음 비트는 오른쪽으로 연장된다. 전체 코드 스트림 내의 전체 위치에 근거하여 코드 스트림 178의 각 비트에 정수를 할당하는 숫자 라인 176이 코드 스트림 178의 상부에 놓인다. 본 발명에 따른 넘버링 시스템에서, 첫번째 비트는 0 비트로 두번째 비트는 1 비트로 넘버링되는 방식으로 넘버링된다. 코드 스트림 178의 각 짝수 비트로의 목적지 "E"와 코드 스트림 178의 각 홀수 비트로의 목적지 "O"를 제공하는 짝수/홀수 라인 174이 숫자 라인 176 상부에 위치한다. "E" 및 "O" 목적지는 코드 스트림 178의 각각의 비트에 수직으로 정렬된다.
코드 워드 내의 비트 위치에 대응되는 각 비트에 대하여 정수를 할당하는 코드-워드-비트 넘버링 라인 177이 짝수/홀수 라인 174 상부에 놓인다. 도3의 실시예에서, 각 코드 워드는 0에서 8까지의 숫자가 메겨진 9개의 비트 위치를 갖는다. 코드 워드의 각 짝수 비트 위치로의 목적지 "E"와 코드 워드의 각 홀수 비트 위치로의 목적지 "O"를 제공하는 코드 워드 짝수/홀수 라인 175가 코드-워드-비트 넘버링 라인 177 상부에 놓인다.
코드 스트림 178의 9개 비트의 각 그룹에 숫자를 결합시키는 코드-워드 카운트 180이 코드 스트림 178의 하부에 놓인다. 이와 같이, 첫번째 9개 비트들이 코드 워드 0을 형성하고, 두번째 9개 비트들이 코드 워드 1을 형성하며, 세번째 9개 비트들이 코드 워드 2를 형성한다. 코드 스트림 178의 각 짝수 코드 워드로의 모적지 "E"와 각 홀수 코드 워드로의 목적지 "O"를 제공하는 짝수/홀수 코드 워드 라인 182는 코드 워드 카운트 180과 수직으로 정렬된다.
코드 비트 184, 186 및 188은 본 발명의 넘버링 및 짝수/홀수 목적지에 대한 실시예를 제공한다. 코드 비트 184는 코드 스트림 178의 다섯번째 비트이며 숫자 라인 176의 전체 숫자 값 4가 할당되며, 이와 같이 코드-워드-비트 넘버링 라인 177의 코드-워드-비트 숫자 4가 할당된다. 코드 비트 184는 짝수/홀수 라인 174와 코드 워드 짝수/홀수 라인 175 양자에서 짝수 비트로 선정된다. 코드 비트 184는 코드 워드 카운트 180에서 코드 워드 0으로 넘버링되고 짝수/홀수 코드 워드 라인 182에서 짝수 코드 워드로 선정되는 첫번째 코드 워드 190의 일부분이다.
비트 186은 코드 스트림 178의 스무번째 비트이며, 코드 스트림에서 숫자 값 19를 가지며 짝수/홀수 라인 1743에 나타난 바와 같이 전체적으로 홀수 비트로 간주된다. 스무번째 비트가 전체적이나, 비트 186은 코드 워드 194에서 유일한 두번째 비트이며, 이러한 이유로 코드-워드-비트 넘버링 라인 177에서 코드-워드-비트 숫자 1을 갖는다. 이는 코드 워드 짝수/홀수 라인 175에 도시된 바와같이 코드 워드194 내에 홀수 코드 비트가 위치함을 의미한다. 코드 워드 194는 숫자 값 2를 가지며 짝수 코드 워드로 간주된다.
코드 스트림 178의 13번째 비트인 비트 188가 넘버링 라인 176에서 전체적인 숫자 값 12를 가지며 전체적으로 짝수 비트로 간주된다. 비트 188이 전체적으로 13번째 비트이나, 이는 코드 워드 192에서 유일한 네번째 비트이다. 코드 워드 92의 네번째 비트로서, 비트 188은 코드-워드-비트 넘버링 라인 177에서 코드-워드-비트 숫자 3을 갖는다. 이와같이, 비트 188이 전체적으로 짝수 비트이나, 이는 코드 워드 192 내에서 홀수 비트이다.
본 발명의 코드는 위치 의존 최대 천이 런 제한을 갖는 8/9 비율 코드를 제공한다. 이 코드에 대한 일실시예에서, 각 코드 워드 내의 홀수 비트 위치에서 시작하는 천이 런은 두개의 천이로 제한되며(L1=2) 짝수 비트로부터 시작되는 천이 런은 세개의 천이로 제한된다(L2=3).
각 비트에 대해 2진 값을 사용하는 9개-비트 코드 워드에 따르면, 29=512개의 가능한 코드 워드가 존재한다. 위에서 설명한 MTR 제한을 부가한 후에는, 28=256개의 가능한 데이타 워드를 인코딩하는데 사용될 수 있는 356개의 코드 워드가 존재한다.
코드 워드가 연결될(concatenated) 때 무효 패턴이 발생되지 않는 것을 확실히하기 위해서, 356개의 코드 워드들이 개개의 코드 워드가 하나 이상의 상태에 나타나지 않고 동일한 상태 내에서 두배로 나타날 수 있는 두개-상태 시스템으로 맵핑된다. 인코딩 도중에, 상기 두개-상태 코딩 시스템은 상태 S0 또는 상태 S1 두개의 상태중 하나에 놓인다. 각 테이타 워드는 결합된 코드 워드와 양 상태 SO와 S1의 다음 상태 값을 갖는다. 코드 워드는 인코더 150에 의해 생성되며 다음 상태 값은 다음 데이타 워드가 도달하는 경우, 두개-상태 시스템이 어떤 상태에 놓이게 될 지를 결정한다. 코드 워드를 특정 상태와 상태들 사이의 이동에 할당하는 것은 두개 상태 정의에 의해 부분적으로 제어된다. 첫번째 상태 정의는 상태 S1의 모든 코드 워드는 '0'으로 시작한다는 것이다. 이 상태 정의에 의해, '0'으로 시작되는 코드 워드를 갖는 임의의 코드 워드의 연결도 MTR 제한을 위배하지 않기 때문에, 임의의 코드 워드는 상태 S1으로 진행할 수 있다. 두번째 상태 정의는 상태 S0에서 '0'으로 끝나는 상태로 진행하는 코드 워드로 제한된다. 이러한 정의하에서, '0'으로 끝나는 임의의 코드 워드는 상태 S0 이전에 사용될 수 있다.
이들 상태 정의를 이용하여, 로컬 L1=2 및 L2=3 제한을 갖는 8/9 비율 MTR 코드에 대한 맵핑이 유도될 수 있다. 이러한 맵핑은 이하의 표1에 도시되어 있으며, 여기에는 9개-비트 코드 워드가 두개의 가장 오른쪽 위치의 두개의 16진수 값과 가장 왼쪽 위치에서 단일 2진 값에 의해 나타내져 있다.
8개 비트 데이타 워드는 두개의 16 진수 값에 의해 나타내진다.
단일 코드 워드가 두개의 서로 다른 데이타 워드에 대해 주어진 상태 내에서 두배로 나타날 수 있기 때문에, 디코더는 현재 코드 워드를 디코딩하기 위해서 다음 코드 워드의 상태를 결정해야 한다. 예를들어, 코드 워드 "120"이 수신되고 디코더가 상태 SO에 있는 경우, 코드 워드는 데이타 워드 "50" 또는 데이타 워드 "70" 중 하나를 나타낸다. 디코더는 다음 코드가 어떤 데이타 워드가 코드 워드 "120"을 표현하는지 결정할 수 있기 이전에 다음 코드 워드가 어떤 상태에 속하는지 결정해야 한다. 다음 코드 워드가 상태 SO로부터 발생한 경우에, "70"이 출력으로 디코딩될 것이며, 그렇지 않은 경우에는 "50"이 출력으로 디코딩될 것이다.
디코더가 MTR 제한을 위반하는 지와 이에의해 에러를 포함하는 지를 식별하기 위해서, 디코더는 디코더가 홀수 숫자 코드 워드와 짝수 숫자 코드 워드 중 어느 코드 워드를 포함하는 지를 추적해야만 한다. 각 코드 워드에 9개의 비트가 존재하므로, 디코더가 짝수 및 홀수 코드 워드를 추적하지 못하고 단순히 짝수 또는 홀수 비트를 전체적으로 갖고 있는지 여부를 추적하는 경우, 10번째 수신된 비트는 전체적으로 홀수 비트인 것으로 간주된다. 그러나, 10번째 수신된 비트가 두번째 코드 워드의 첫번째 비트이므로, 코드 워드 내의 짝수 및 홀수 위치를 적절히 추적하기 위해서, 디코더는 코드 워드 내의 짝수 및 홀수 비트를 추적하는 것뿐만 아니라 짝수 및 홀수 코드 워드를 추적할 수 있을 만큼 충분히 복잡해야 한다.
이러한 복잡성을 감소시키기 위해서, 본 발명은 교번 비율 8/9 코드 워드 맵핑을 제공한다. 이 교번 맵핑에서, 짝수 코드 워드는 홀수 비트 위치에서 시작하는 천이 런이 두개의 천이로 제한되고(L1=2) 짝수 비트 위치에서 시작하는 천이 런이 세개의 천이로 제한되도록(L2=3) 위에서 설명한 방식과 동일한 방식으로 제한된다. 그러나, 본 발명의 교번 맵핑하의 홀수 코드 워드는 서로 다른 국부화 MTR 제한을 갖는다. 구체적으로, 홀수 코드 워드에서, 홀수 비트 위치에서 시작되는 천이 런은 세개의 천이로 제한되고(L1=3) 짝수 비트 위치에서 시작되는 천이 런은 두개의 천이로 제한된다(L2=2). 두개의 서로 다른 세트의 제한을 사용하는 코드 워드를 개입시킴에 의해, 코드 스트림의 시작에서부터 카운팅되는 홀수 비트 위치에 대한 두개와 짝수 비트 위치에 대한 세개의 범용적인 MTR 제한을 제공하는 MTR 코드가 형성된다. 이와같이, 디코더는 현재 코드 워드가 짝수 현재 위치에 있는지 또는 홀수 현재 위치에 있는지 여부를 추적할 필요를 갖지 않는다. 디코더는 단지 비트들의 전체 현재 위치를 추적하기만 하면 된다.
512개의 9개-비트 코드 워드 중에서, 317개가 L1=3 및 L2=2 제한을 만족시킨다. 적절한 연결을 보장하기 위해서, 이러한 제한을 만족시키는 상기 317개의 코드 워드와 L1=2 및 L2=3 MTR 제한을 만족시키는 356개의 코드 워드가 전체적으로 8개의 상태를 형성하는 각각 4개의 상태로 분리된다. 짝수 코드 워드에 대한 세개와(L2=3) 홀수 코드 워드에 대한 두개((L1=2)의 MTR 제한을 갖는 코드 워드용 4개의 상태들은 상태 SO, S2, S4 및 S6로 표시된다. 홀수 위치에 대한 세개와(L1=3) 짝수 위치에 대한 두개((L2=2)의 MTR 제한을 만족시키는 코드 워드에 대한 네개의 제한은 상태 S1, S2, S5 및 S7으로 표시된다.
코드 워드 그룹에 대한 네개의 상태는 다른 코드 워드 그룹에 대한 네개의 상태를 갖는 공통 상태 정의를 공유한다. 상태 SO 및 S1의 코드 워드가 "11"을 포함하는 임의의 두개의 비트에서 시작될 수 있어서, 상태 SO 또는 상태 S1에 선행하는 코드 워드는 "0"으로 끝나야 한다. 상태 S2 또는 상태 S3의 코드 워드가 단지 "10"에서 시작될 수 있어서, 상태 S2 또는 상태 S3에 선행하는 코드 워드는 "00" 또는 "01"으로 끝나야 한다. 상태 S4, S5, S6 및 S7의 코드 워드가 단지 "0"에서 시작되어서 임의의 코드워드가 이들 상태들에 선행할 수 있다.
이들 상태 정의가 주어져서, 현재 짝수 비트 위치에 대한 세개 및 현재 홀수 위치에 대한 두개의 MTR 제한을 만족시키는 상기 356개의 코드 워드는 상태 SO, S2, S4 및 S6 사이에서 분리된다. 이와 유사하게, 현재 홀수 비트 위치에 대한 세개 및 현재 짝수 위치에 대한 두개의 MTR 제한을 만족시키는 상기 317개의 코드 워드는 상태 S1, S3, S5 및 S7 사이에서 분리된다. 많은 코드 워드들이 양쪽 제한들을 만족시키며 위와 같이 하나 이상의 상태에서 발견됨이 주지되어야 한다. 그러나, SO, S2, S4, 또는 S6와 같이 짝수 숫자 상태에서 발견되는 코드 워드들은 다른 짝수 숫자 상태에서는 발견되지 않는다. 이와 유사하게, 단일 코드 워드는 두개의 서로 다른 홀수 숫자 상태(S1, S3, S5 또는 S7)에서는 나타나지 않는다. 그러나, 짝수 숫자 상태에서 발견되는 코드 워드는 홀수 숫자 상태에서 발견될 수 있다. 또한, 코드 워드들은 한 상태 내에서 반복될 수 있다.
전체 인코딩 신호에 걸쳐 홀수 비트 위치에 대한 두개와, 짝수 비트 위치에 대한 세개의 범용 MTR 제한을 실현하기 위해서, 임의의 짝수 상태에 대한 다음 상태, 상태 S0, S2, S4 또는 S6가 홀수 숫자 상태, 상태 S1, S3, S5 또는 S7 이어야 한다. 이와 유사하게, 임의의 홀수 숫자 상태에 대한 다음 상태는 짝수 숫자 상태이어야 한다.
이들 8개 상태에 근거한 코드의 인코딩/디코딩 표가 아래 표2에 나타나 있다. 표2에서, 헤더의 "NS"는 인코더/디코더에 대한 다음 상태를 가리킨다. 이들 표에 대한 코드 워드는 두개의 가장 오른쪽 문자 위치가 16진수 문자로 표현되어 있고 가장 왼쪽 문자 위치가 2진 값으로 표현되어 있는 수정된 16진수 포멧으로 표현된다.
인코딩/디코딩 표1 및 표2를 설계하는데 있어서, 작은 유클리드 거리를 갖는 바람직하지 않은 패턴 또는 롱-런(long-run) 패턴은 회피된다. 예를들어, 반복되는 3개 비트, "11101110..."은 제거된다. 또한, "11001100..."의 롱 런을 갖는 패턴들도 이들 패턴들이 검출기에서 긴 메모리 길이를 갖게 할 수 있으므로 제거된다. 이와같이, 짝수 비트 위치에 대한 두개와 홀수 비트 위치에 대한 세개의 MTR 제한을 만족시키는 317개의 가능한 모든 코드 워드가 이 표들에 나타나 있는 것은 아니며, 짝수 비트 위치에 대한 세개와 홀수 비트 위치에 대한 두개의 MTR 제한을 만족시키는 356개의 모든 코드 워드가 이 표들에 나타나 있는 것은 아니다.
도4는 짝수 비트 위치에 대한 세개와 홀수 비트 위치에 대한 본 발명의 MTR 코드의 상태 다이어그램을 나타낸다. 상태 200은 짝수 비트 위치인 인코더/디코더의 최초 상태를 나타낸다. 상태 200과 결합된 비트가 '0'인 경우, 상기 코드는 홀수 비트 위치인 상태 201로 이동한다. 상태 201과 결합된 비트가 '0'인 경우, 상기 코드는 상태 200으로 복귀한다. 결합된 비트가 '1'인 경우, 상기 코드는 상태 202로 진행한다.
상태 202는 홀수 비트 위치와 결합되며 비트 위치가 '0'을 포함하는 경우 상기 코드는 상태 201로 복귀한다. 비트 위치가 '1'을 포함하는 경우, 상기 코드는 홀수 비트 위치와 결합된 상태 203을 이동한다. 상태 203이 홀수 비트 위치에서 시작되는 두개의 연속 1 이후에 단지 발생하기 때문에, 상태 203과 결합된 비트는 '0'이어야 하며, 이는 상기 코드가 상태 200으로 복귀하는 것을 야기한다.
상태 200과 결합된 비트가 '1'인 경우, 상기 코드는 홀수 비트 위치와 결합된 상태 205로 진행한다. 상태 205와 결합된 비트 값이 '0'인 경우, 상기 코드는 상태 200으로 복귀한다. 상태 205와 결합된 비트 값이 '1'인 경우, 상기 코드는 짝수 위치와 결합된 상태 206으로 이동한다. 상태 206의 짝수 비트 위치의 '0'은 상기 코드를 상태 201로 이동시킨다. 상태 206과 결합된 짝수 비트 위치의 '1'은 상기 코드를 상태 207로 이동시킨다. 상태 207이 짝수 비트 위치에서 시작되는 세개의 연속 1과 결합되기 때문에, 짝수 비트 위치에 대한 세개의 MTR 제한은 상태 207의 홀수 비트와 결합된 비트가 '0'이어야 할 필요를 가지며 상기 코드는 상태 200으로 복귀한다.
요약하면, 본 발명은 코드 스트림 158을 생성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 코딩 시스템은 교번 짝수 188 및 홀수 1856 위치에서 데이타 값 152를 일련의 코드 심볼 154로 변환시킬 수 있는 인코더 150을 포함함으로써, 연속하는 동일 첫번째 코드 심볼의 보다 적은 첫번째 최대 천이 런 제한이 짝수 비트 위치 188에서 시작되며 연속하는 동일 첫번째 심볼의 보다 적은 두번째 숫자가 홀수 비트 위치 186에서 시작한다. 상기 코딩 시스템은 인코더 150과 채널 160에 결합되며 일련의 코드 심볼 154에 근거한 인코딩 신호를 전송할 수 있는 트랜스미터 156를 더 포함한다.
이상의 상세한 설명에서 본 발명의 다양한 실시예들의 상세한 구조와 기능을 포함하여 본 발명의 다양한 실시예들의 많은 특징과 장점에 대해 개시하였으나, 이러한 개시 사항들은 단지 설명을 위한 것이며, 변형들이 세부적으로, 특히 청구범위에 의해 표현된 용어들의 넓은 일반적 의미들에 의해 지시되는 본 발명의 최대 범위에 따른 원리 내의 구조 및 구성 성분의 배치에 의해 가능하다. 예를들어, 본 발명의 범위 및 사상을 벗어 나지 않으면서, 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 코딩 방법 및 장치의 특정 응용에 따라 본 발명의 특정 성분들이 변화될 수 있다. 또한, 위에서 설명한 바람직한 실시예가 디스크 드라이브용 코딩 시스템에 관한 것이었으나, 당업자는 위성 통신 또는 셀룰라 폰 시스템과 같은 다른 시스템에도 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않으면서 적용할 수 있다는 사실이 이해 될 수 있을 것이다.

Claims (21)

  1. 디스크 회전에 관련된 데이타 동작을 수행하기 위한 디스크 드라이브로서,
    (a) 상기 디스크와 채널 소자 사이의 정보의 신호 대표값을 전달하는 트랜스듀서 어셈블리; 및
    (b) 상기 트랜스듀서 어셈블리에 결합되는, 상기 채널 소자로부터의 비트의 입력 스트림으로부터의 코드 워드의 코드 스트림을 생성하기 위한 코드 수단으로서, 각 코드 워드는 적어도 두개의 서브그룹의 코드 비트들을 포함하여, 코드 비트들의 각 서브그룹은 서로 다른 최대 천이 런 제한에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  2. 제 1 항에 있어서, 코드 비트들의 첫번째 서브그룹은 코드 워드 내의 짝수 비트 위치에서 발생하는 코드 비트이며, 코드 비트들의 두번째 서브그룹은 코드 워드 내의 홀수 비트 위치에서 발생하는 코드 비트인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 코드 비트들의 첫번째 서브그룹의 상기 최대 천이 런 제한은 두개이며 상기 코드 비트들의 두번째 서브그룹의 상기 최대 천이 런 제한은 세개인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  4. 제 2 항에 있어서, 각 코드 워드는 홀수 갯수의 코드 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 코드 수단은, 연결(concatenation)이 상기 코드 워드중 하나의 적어도 하나의 비트에 대한 최대 천이 런 제한을 위배하는 경우에 상기 최대 천이 런 제한을 개별적으로 만족시키는 코드 워드의 연결을 무효인 것으로 간주하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  6. 제 2 항에 있어서, 입력 스트림 비트로부터의 8개 비트의 그룹이 인코딩된 데이타의 9개 심볼로 인코딩되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  7. 디스크 회전에 관련된 데이타 동작을 수행하기 위한 디스크 드라이브로서,
    (a) 상기 디스크와 채널 소자 사이의 정보의 신호 대표값을 전달하는 트랜스듀서 어셈블리; 및
    (b) 상기 트랜스듀서 어셈블리에 결합되는, 교번하는 짝수 비트 위치와 홀수 비트 위치의 상기 채널 소자로부터의 비트의 입력 스트림으로부터의 코드 스트림을 생성하기 위한 코드 수단으로서, 상기 짝수 비트 위치는 상기 홀수 비트 위치보다도 서로 다른 최대 천이 런 제한에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 코드 스트림은 홀수 갯수 비트를 갖는 적어도 하나의 코드 워드를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 코드 스트림은, 교번하는 첫번째 코드 워드와 두번째 코드 워드를 포함하며, 상기 첫번째 코드 워드는 교번하는 첫번째 워드 짝수 비트 위치와 첫번째 워드 홀수 비트 위치를 포함하고 첫번째 워드 짝수 비트 위치에서 시작하며, 상기 두번째 코드 워드는 교번하는 두번째 워드 짝수 비트 위치와 두번째 워드 홀수 비트 위치를 포함하고 두번째 워드 짝수 비트 위치에서 시작하며, 상기 첫번째 워드 짝수 비트 위치는 상기 두번째 워드 짝수 비트 위치보다도 서로 다른 최대 천이 런 제한에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 첫번째 워드 홀수 비트 위치는 상기 두번째 워드 홀수 비트 위치보다도 서로 다른 최대 천이 런 제한에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 첫번째 워드 짝수 비트 위치는 상기 두번째 워드 홀수 비트 위치와 동일한 최대 천이 런 제한에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  12. 코딩 시스템용 코드 워드를 선택하는 방법으로서,
    (a) 각 코드 워드가 각 코드 워드 내의 짝수 숫자 위치에서 시작되는 연속 심볼의 첫번째 최대 천이 런 한계 이하를 갖고 각 코드 워드 내의 홀수 숫자 위치에서 시작되는 연속 심볼의 두번째 최대 천이 런 한계 이하를 가지며, 여기서 상기 첫번째 숫자는 상기 두번째 숫자와 서로 다른 코드 워드들을 형성하는 단계;
    (b) 상기 코드 워드들을 적어도 두개의 코드 워드 서브그룹으로 분할하는 단계; 및
    (c) 다음 코드가 선택될 서브그룹으로부터의 서브그룹을 가리키는 각 코드 워드에 다음 상태 값을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템용 코드 워드 선택 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 서브그룹과 상기 다음 상태 값이, 두개의 연결된 코드 워드의 임의의 코드 워드 내의 짝수 숫자 위치가 상기 첫번째 최대 천이 런 한계(limit)를 초과하지 않고 또한 두개의 연결된 코드 워드의 임의의 코드 워드 내의 홀수 숫자 위치가 상기 두번째 최대 천이 런 한계를 초과하지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템용 코드 워드 선택 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 첫번째 최대 천이 런 한계는 세개이며 상기 두번째 최대 천이 런 한계는 두개인 것을 특징으로 하는 코딩 시스템용 코드 워드 선택 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 각 코드 워드는 9개 심볼 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템용 코드 워드 선택 방법.
  16. 코딩 시스템용 코드 워드를 선택하는 방법으로서,
    (a) 각 첫번째 코드 워드가 각 코드 워드 내의 짝수 숫자 위치에서 시작되는 연속 심볼의 첫번째 최대 천이 런 한계 이하를 갖고 각 코드 워드 내의 홀수 숫자 위치에서 시작되는 연속 심볼의 두번째 최대 천이 런 한계 이하를 가지며, 상기 첫번째 최대 천이 런 한계는 상기 상기 두번째 최대 천이 런 한계와 서로 다른, 첫번째 코드 워드들의 세트를 형성하는 단계;
    (b) 각 두번째 코드 워드가 각 코드 워드 내의 짝수 숫자 위치에서 시작되는 연속 심볼의 두번째 최대 천이 런 한계 이하를 갖고 각 코드 워드 내의 홀수 숫자 위치에서 시작되는 연속 심볼의 첫번째 최대 천이 런 한계 이하를 갖는, 두번째 코드 워드들의 세트를 형성하는 단계;
    (c) 상기 첫번째 및 두번째 코드 워드들의 세트들을 적어도 네개의 코드 워드 서브그룹으로 분할하는 단계; 및
    (d) 다음 코드가 선택될 서브그룹으로부터의 서브그룹을 가리키는 각 코드 워드에 다음 상태 값을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템용 코드 워드 선택 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 두번째 코드 워드에 대한 상기 다음 상태 값은 첫번째 코드 워드가 다음에 선택되도록 하는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템용 코드 워드 선택 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 코드 워드의 연결 후에 이하의 수개의 조건이 충족되도록 상기 분할 단계 (c)와 상기 할당 단계 (d)의 동작이 제한되는 제한 단계를 더 포함하며, 상기 수개의 조건에는,
    (ⅰ) 연속 심볼의 상기 첫번째 최대 천이 런 한계 이상의 열(string)이 임의의 첫번째 코드 워드 내의 짝수 숫자 위치에서 시작되지 않으며;
    (ⅱ) 연속 심볼의 상기 첫번째 최대 천이 런 한계 이상의 열이 임의의 두번째 코드 워드 내의 홀수 숫자 위치에서 시작되지 않으며;
    (ⅲ) 연속 심볼의 상기 두번째 최대 천이 런 한계 이상의 열이 임의의 첫번째 코드 워드 내의 홀수 숫자 위치에서 시작되지 않으며;
    (ⅳ) 연속 심볼의 상기 두번째 최대 천이 런 한계 이상의 열이 임의의 두번째 코드 워드 내의 짝수 숫자 위치에서 시작되지 않는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템용 코드 워드 선택 방법.
  19. 채널을 통해 인코딩된 신호를 통과시키기 위한 코딩 시스템으로서,
    (a) 교번하는 짝수 및 홀수 코드 심볼 위치를 갖는 직렬 코드 값으로 데이타 값을 변환시킬수 있으며, 이에 의해 연속 동일 코드 심볼의 첫번째 숫자 이하가 코드 값의 짝수 코드 심볼 위치에서 시작되고 연속 동일 코드 심볼의 두번째 숫자 이하가 코드 값의 홀수 코드 심볼 위치에서 시작되는 인코더; 및
    (b) 상기 인코더와 상기 채널에 결합되며 상기 직렬 코드 심볼에 근거하여 인코딩된 신호를 전송할 수 있는 트랜스미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 각 코드 값이 홀수 숫자 심볼을 갖는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템.
  21. 채널을 통해 인코딩된 신호를 통과시키기 위한 코딩 시스템으로서,
    (a) 교번하는 직렬의 첫번째 및 두번째 코드 값으로 데이타 값을 변환시킬수 있는 인코더로서, 상기 첫번째 코드 값은 교번하는 첫번째 코드 짝수 심볼 위치와 첫번째 코드 홀수 심볼 위치를 가지며, 상기 두번째 코드 값은 교번하는 두번째 코드 짝수 심볼 위치와 두번째 코드 홀수 심볼 위치를 가지며, 상기 인코더는 상기 데이타 값을,
    (ⅰ) 연속 동일 코드 심볼의 첫번째 최대 천이 런 한계 이하가 첫번째 코드 짝수 심볼 위치에서 시작되며;
    (ⅱ) 연속 동일 코드 심볼의 첫번째 최대 천이 런 한계 이하가 두번째 코드 홀수 심볼 위치에서 시작되며;
    (ⅲ) 연속 동일 코드 심볼의 두번째 최대 천이 런 한계 이하가 첫번째 코드 홀수 심볼 위치에서 시작되며;
    (ⅳ) 연속 동일 코드 심볼의 두번째 최대 천이 런 한계 이하가 두번째 코드 짝수 심볼 위치에서 시작되며, 연속 동일 코드 심볼의 상기 첫번째 숫자는 연속 동일 코드 심볼의 상기 두번째 숫자와 서로 다르도록 변환하는 인코더; 및
    (b) 상기 인코더와 상기 채널에 결합되며 상기 직렬 코드 심볼에 근거하여 인코딩된 신호를 전송할 수 있는 트랜스미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 코딩 시스템.
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