RU1788520C - Способ магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к цифровой магнитной записи. Целью  вл етс  повышение точности записи за счет устранени  времен- ного рассогласовани  между каналами асинхронных потоков при приведении каналов к одной тактовой частоте. Информацию всех входных цифровых потоков разбивают на блоки с одинаковыми временными интервалами , производ т сжатие информации блоков каждого потока с разными коэффициентами трансформации частоты, обеспечивающими получение единой дл  всех потоков частоты следовани  информациейЁ

Description

ных сигналов, на интервале каждого блока в потоках определ ют начальную фазу тактовых синхроимпульсов относительно интервала и период следовани  путем сравнени  с эталонным синхросигналом, выражают полученные значени  в виде цифровых слов, которые подставл ют в образовавшийс  в результате сжати  временной интервал в каждом канале соответствующего потока, Устройство содержит информационные каналы 1, состо щие из блоков пам ти 2 и сумматора 3 каждый, опорные каналы 4 по

числу входных потоков, содержащие счетчик адресов занесени  5, формирователь импульсов 6, коммутатор адресов 7, дешифратор 8, элементы И 9, 10, счетчики фазы и периода 11, 12 и регистр 13. В устройство также вход т генератор 14, делитель частоты 15, счетчик 16 адресов считывани , третий элемент И 17, формирователь маркера 18, триггер 19 и дешифратор 20. 2-3, 5-6-7,- 5-8-9-11-13-3,8-10-12-13, 14-15-16-19, 16-20- 17, 20-18-16. 2 с.п, ф-лы, 2 ил,

За вл ема  группа изобретений относитс  к области приборостроени , в частности , к способам и устройствам многоканальной цифровой магнитной записи .

Известен способ цифровой магнитной записи, по которому в регистрируемую по дорожкам информацию замешиваютс  маркерные Импульсы, а информаци  временных интервалов преобразуетс  в последовательный код и записываетс  по отдельной дорожке, при этом маркерные импульсы соседних дорожек сдвигаютс  один относительно другого на количество занимаемых маркером разр дов. .

Данный способ позвол ет обеспечивать высокую продольную плотность записи и организовать блочную синхронизацию записываемой информации дл  устранени  временных сдвигов между каналами при воспроизведении. Применение данного способа дл  записи нескольких асинхронных потоков затруднено или становитс  неприемлемым ввиду необходимости выделени  дополнительных дорожек дл  каждого потока и нерационального их использовани .

Известен также способ цифровой магнитной записи, основанный на том, что сигналы маркерных слов, длительность которых равна суммарной длительности импульсов нескольких разр дов, записывают совместно с регистрируемой на носителе информацией, а информацию на всех дорожках , замещенную сигналами маркерных слов, преобразуют в последовательный код и записывают на резервной дорожке, при этом маркерные слова смежных дорожек сдвигают одно относительно другого на величину , в два - четыре раза большую длительности маркерных слов.

Данный способ позвол ет более эффективно использовать дополнительную до5 рожку, по которой между информацией, снимаемой с информационных каналов, можно записывать дополнительные данные .

Недостатком известного способа  вл 0 етс  необходимость выделени  дополнительной дорожки дл  каждого из асинхронных потоков. В случае использовани  способа записи дополнительных данных (например, фазовых соотношений

5 между потоками, выраженных в цифровой форме) по одной дополнительной дорожке не обеспечиваетс  достаточна  помехозащищенность основной информации. Поскольку ошибки, возникающие в процессе

0 .записи-воспроизведени , определ ютс , в основном, выпадени ми сигналов и нос т характер группового сбо , то их возникновени  в информации дополнительной дорожки вызывает ошибки сразу в нескольких

5 информационных потоках.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому способу  вл етс  способ многоканальной цифровой магнитной записи, по которому входной цифровой по0 ток с тактовой частотой fT раздел етс , в зависимости от числа дорожек, на п отдельных каналов, информаци  каждого из которых разбиваетс  на блоки по Ми символов в каждом, один блок от другого отдел етс 

5 сигналом блочной синхронизации, содержащим Nc символов. Интервал времени дл  сигнала блочной синхронизации образуетс  путем организации разности тактовых час ,п тот исходного сигнала f - (1) и записывавмого сигнала (1+ тггО/п по каждому кэNH

налу. В качестве сигналов блачной синхронизации может быть использована псевдослучайна  последовательность. Данный способ позвол ет обеспечить надежную блочную синхронизацию записываемой информации дл  устранени  временных сдвигов между каналами одного потока при воспроизведени .

Недостатком данного способа, ограничивающим его применение дл  записи на один носитель нескольких асинхронных потоков ,  вл етс  возникновение в процессе записи временного рассогласовани  между потоками, которые, практически нельз  учесть при воспроизведении из-за широкого разброса тактовых частот асинхронных потоков.

Известно устройство дл  магнитной записи и воспроизведени  двоичной информации , в котором дл  осуществлени  выравнивани  строк информации, поступающей непрерывно в параллельном коде, производ т запись маркерных сигналов и используют дополнительную дорожку записи .

Устройство содержит в своей записывающей части входные шины, сдвиговые регистры занесени  информации, распределитель записи информации и маркеров , регистры вписывани  маркеров, многоканальные коммутаторы, модул торы, усилители записи, головки записи.

Данное устройство обеспечивает временное выравнивание информации при многодорожечной магнитной записи и довольно просто в реализации.

Однако при записи нескольких асинхронных потоков в данном устройстве возникает необходимость выдел ть дополнительные дорожки по числу входных потоков, снижа  при этом полезную информативность , котора  уменьшаетс  с увеличением числа входных потоков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к за вл емому устройству  вл етс  устройство дл  записи цифровой информации, которое включает в себ  входные шины информационных каналов, состо щих из последовательно соединенных блока пам ти, сумматора фазового манипул тора и логического элемента И, счетчика адресов занесени , счетчика адресов считывани , умножител  частоты и формировател  маркера .

Данное устройство позвол ет реализовать многоканальную цифровую запись с

достаточно высокой продольной плотностью и с возможностью устранени  временных сдвигов между каналами внутри одного потока при воспроизведении. 5Недостатком данного устройства  вл етс  то, что при использовании его дл  записи на единый носитель нескольких асинхронных цифровых потоков необходимо выдел ть дополнительные дорожки дл 

0 записи синхросигналов каждого потока, что снижает общую полезную информативность устройства. Кроме того, из-за разности входных частот асинхронных потоков, в процессе преобразований перед записью,

5 возникают значительные временные сдвиги между информационными каналами различных потоков.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности записи за счет устранени  вре0 менного рассогласовани  между каналами асинхронных потоков при проведении каналов к одной единой тактовой частоте.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе магнитной записи

5 асинхронных потоков цифровой информации , заключающемс  в том, что информацию входных цифровых потоков в виде параллельного кода с соответствующими тактовыми синхроимпульсами различной

0 частоты следовани  раздел ют на блоки информации с одинаковыми временными интервалами , в которых укладываетс  соответствующее число символов, сжим ают информацию блоков во времени и в пол5 ученные временные интервалы устанавливают маркерные слова с заданным числом символов, а затем записывают полученную информацию на магнитный носитель, сжатие информации каждого потока произво0 д т с разными коэффициентами трансформации частоты и получением единой дл  всех потоков частоты следовани  символов, на интервале каждого блока информации в потоках определ ют начальную

5 фазутактовыхсинхроимпульсов и период их следовани  при сравнении с эталонными синхроимпульсами, формируют полученные значени  в виде цифровых слов с соответствующим числом символов, а полученные

0 цифровые слова устанавливают во временном интервале, полученном при сжатии информации блоков во времени, после или до маркера в каждом канале соответствующего потока цифровой информации, а в извест5 ное устройство дл  магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации, содержащее информационные каналы, в каждом из которых входна  информационна  шина соединена через блок пам ти с первым входом сумматора, выходные информационные шины, опорный канал, содержащий первый элемент И, формирователь импульсов и счетчик адресов занесени , счетный вход которого соединен с шиной синхронизации и с входом формировател  импульсов, делитель частоты, выход которого через формирователь маркера соединен со вторыми входами сумматоров информационных каналов, счетчик адресов считывани , при этом входы адресов занесени  и считывани  блока пам ти одного информационного канала соединены с соответствующими адресными входами блоков пам ти остальных информационных каналов того же потока цифровой информации, выходную шину синхронизации, введены генератор, выходом подключенный к входу делител  частоты, триггер, входом подключенный к выходу счетчика адресов считыва- ни , дешифратор, элемент И. дополнительные опорные каналы при общем числе опорных каналов, равном числу входных информационных потоков, а в каждом опорном канале введены коммутатор адресов, дешифратор, второй элемент И, счетчик периода, счетчик фазы и регистр, выход которого соединен с третьими входами сумматоров информационных каналов соответствующего потока, а первый и второй входы - соответственно с выходами счетчика периода и счетчика фазы, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а установочный вход - к установочным входам счетчиков периода и адресов занесени , выходу переполнени  счетчика адресов считывани  и входу триггера , пр мой и инверсный выходы которого соединены соответственно и первым и вторым управл ющими входами коммутаторов адресов опорных каналов, первый, второй и третий выходы которых подключены соответственно к входам адресов занесени , адресов считывани  и управл ющими входами блоков пам ти информационных каналов соответствующего потока, вход коммутато1 ра адресов каждого опорного канала соединен с выходом формировател  импульсов, выход счетчика адресов занесени  подключен к первому многоразр дному входу коммутатора адресов и через дешифратор опорного канала - к одним входам первого и второго элементов И, другие входы которых соединены С ЖРуТй мй -вШДами первого и второго элементов И соответственно остальных опорных каналов и с выходом генератора , выход делител  частоты подключен к выходной шине синхронизации, к входу счетчика адресов считывани  и к одному входу третьего элемента И. выход которого соединены со входами сдвига регистраторов опорных каналов, а другой вход - с первыми управл ющими входами сумматоров информационных каналов и с первым выходом дешифратора, второй выход которого

. подключен к другому входу формировател  маркера и к вторым управл ющим входам сумматоров информационных каналов, третьи управл ющие входы которых соединены с третьим выходом дешифратора, чет0 вертый выход которого подключен к входам записи регистров опорных каналов, а вход соединен с многоразр дными входами коммутаторов адресов опорных каналов, выход второго элемента И которых подключен к

5 входу счетчика периода.

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства дл  магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации; на фиг.2 - временные диаграммы, по0  сн ющие его работу.

Предлагаемое устройство содержит информационные каналы 1, в каждом из которых информационна  входна  шина через блок пам ти 2 соединена с первым входом

5 сумматора 3, подключенного выходом к выходной информационной шине, и опорные каналы 4 (по числу потоков), состо щие из счетчика адресов занесени  5, формировав тел  импульсов 6, коммутатора адресов Т,

0 дешифратора 8, первого и второго элементов И 9, 10, счетчиков фазы 11 и периода 12, регистра 13. Вход счетчика адресов занесени  5 подключен к шине синхронизации потока , соединенной через формирователь

5 импульсов 6 с управл ющим входом коммутатора адресов 7, подключенного первым многоразр дным входом к выходу счетчика адресов занесени  5 и к входу дешифратора 8. Два выхода дешифратора 8 соединены с

0 входами первого и второго элементов И 9, 10, выходы которых соответственно через счетчики фазы 11 и периода 12 подключены к информационным входам регистра 13. Вторые входы первого и второго элементов

5 И 9, 10 всех опорных каналов 4 подключены к выходу генератора 14 и через делитель частоты 15 - к входам счетчика адресов считывани  16, третьего элемента И 17, формировател  маркера 18 и выходной шине

0 синхронизации. Выход переполнени  счетчика адресов считывани  16 подключен к входу триггера 19 и к установочным входам счетчиков фазы 11, периода 12 и адресов занесени  5 опорных каналов. Многораз5 р дный выход счетчика адресов считывани  16 соединен с вторыми многоразр дными входами коммутаторов адресов 7 опорных каналов и с входом дешифратора 20, первый , второй, третий выходы которого подключены к соответствующим управл ющим

входам сумматоров 3 опорных каналов 4, Первый выход дешифратора 20 соединен также с вторым входом третьего элемента И 17, выход которого подключен к входам сдвига регистров 13 опорных каналов, соединенных входами записи с четвертым выходом дешифратора 20. Второй выход дешифратора 20 подключен к второму входу формировател  маркера 18, выход которого соединен с вторыми входами сумматоров 3 информационных каналов, третьими входами подключенных к выходам регистров 13 соответствующих опорных каналов. Пр мой и инверсный выходы триггера 19 соединены с первыми и вторыми управл ющими входами коммутаторов адресов 7 опорных каналов , первые, вторые и третьи выходы которых соответственно подключены к входа адресов записи, адресов считывани  и к управл ющим входам блоков пам ти информационных каналов потока.

Устройство работает следующим образом .

Цифрова  информаци  каждого из К потоков представлена на входе устройства в виде параллельного n-разр дного кода, сопровождаемого тактовыми синхросигналами (фиг.1). Последовательности одноименных разр дов потока образуют информационные каналы.

Дл  нагл дности и простоты изложени  на фиг.1 приведена функциональна  схема устройства, содержащего два асинхронных потока, каждый из которых включает в себ  два идентичных информационных 1 и один опорный 4 каналы. В принципе количество регистрируемых асинхронных потоков и каналов в них может быть любым в пределах общей информативности устройства.

В устройстве производитс  сравнение синхросигналов, сопровождающих каждый из входных информационных потоков с эталонными синхросигналами, вырабатываемыми генератором 14 и делителем 15. Сравнение производитс  по частоте и по фазе, Сравнение по частоте производитс  путем подсчета количества синхросигналов, сопровождающих информацию каждого потока на фиксированном временном интервале , который задаетс  счетчи ком адресов считывани  16. Период следовани  импульсов переполнени  счетчика адресов считывани  16 определ ет временной интервал информационного блока дл  каждого из каналов , т.е. длительность одного кадра.

Синхроимпульсы, сопровождающие информационные потоки, поступают на входы соответствующих опорных каналов с частотами следовани  fi и f2. Причем fi а. На счетчиках адресов злносени  5 формируетс  многоразр дный код адреса занесени  информации в пам ть, а из синхроимпульсов потока с помощью формировател  импульсов б вырабатываютс  импульсы

занесени . Занесение информации в пам ть производитс  в темпе ее поступлени . Блоки пам ти 2 состо т из двух частей, работающих поочередно в режиме записи или считывани . Это переключение осуществл етс  с помощью коммутаторов адресов 7, которые переключают адреса занесени  и адреса считывани , а также импульса записи блоков пам ти.

Управление коммутаторами адресов 7

осуществл етс  сигналами, поступающими с пр мого и инверсного выходов триггера 19. который работает в счетном режиме. Таким образом, в течение времени одного кадра в одну из Т10йЬвй1Н1ТГ  1(-й Т115о зво7(ЙтГ 

запись информации, а из другой половины считывание ранее записанной,

Нафиг.2 дл  упрощени  приведены временные диаграммы работы одной половины блока пам ти 2 одного канала.

Если на интервале одного кадра производитс  запись, то на интервале следующего кадра-считывание (фиг.2а). Очевидно, что количество синхроимпульсов потока (fT) и их начальна  фаза р в кадре может быть различной (фиг.2б). Считывание производитс  с частотой генератора 14, поделенной делителем 15 частоты. С этой частотой мен ютс  адреса считывани , снимаемые со счетчика адресов считывани  16, т.е. считывание информации всех потоков производитс  с ор,- ной частотой f0. Частота эта выбираетс  таким образом, чтобы при максимально возможной частоте fr потока,т.е. в случае, когда в кадре будет умещатьс  максимально возможное количество информационных символов , после их считывани  в кадре должно образоватьс  окно, достаточное дл  размещени  в нем маркера (врем  tM на фиг.2ж), последовательного кода начальной фазы

синхроимпульсов и последовательного кода периода синхроимпульсов ( и и на фиг.2з), т.е. должно выполн тьс  условие (1 + NM + N + МТч -:-N --- ДЛЯ кажА°го потока.

Если частота следовани  синхроимпульсов меньше максимально возможной, при считывании образуетс  окно, т.е. неиспользуема  часть кадра (фиг.2и).

Измерение периода Т следовани  синхроимпульсов fT, и начальной фазы f производитс  с помощью высокочастотного сигнала, снимаемого с кварцованного генератора 14 и обеспечивающего большую точность измерени  Т и р. Этот сигнал через

логические элементы И 9 и 10 поступает на счетчики фазы 11 и периода 12 соответственно . Счетчик фазы 11 подсчитывает количество высокочастотных импульсов от начала кадра до момента прихода первого синхроимпульса (фиг.2ч). На это врем  открываетс  логический элемент И 5 положительным потенциалом, снимаемым с дешифратора 8, выбирающего этот интервал по коду со счетчика адресов занесени  5, счетчик периода 12 подсчитывает количество высокочастотных импульсов за врем  первого целого периода синхроимпульсов (фиг.2д). Открывающее напр жение на логический элемент И 10 поступает с дешифратора 8. Эта информаци  по каждому опорному каналу (т.е. потоку) перезаписываетс  в параллельном коде в регистр 13. Импульс записи в регистр снимаетс  с дешифратора 20, с четвертого его выхода. Этот момент можно выбрать в конце цикла (фиг.2е), т.е. когда информаци  о синхроимпульсах на счетчиках 11 и 12 будет заведомо готова, даже при самых минимально возможных частотах СИ. Выталкиваетс  информаци  из регистра 13с частотой , подаваемой на вход сдвига регистра с делител  частоты 15 через третий элемент И 17, который открываетс  сигналом с дешифратора 20 на тот момент кадра, когда в нем должна быть расположена информаци  о синхроимпульсах.

Дешифратор 20 вырабатывает этот строб на своем первом выходе из кода адресов считывани . На втором выходе дешифратора 20 формируетс  строб дл  разрешени  формировани  маркёра формирователем 18. Маркер формируетс  из сигнала с частотой fc4 и представл ет собой псевдослучайную последовательность информационных символов. Сумматоры 3 информационных каналов по очереди пропускают маркер, информацию о синхроимпульсах потока (они передаютс  в каждом информационном канале потока) и измерительную информацию. Переключение информации на выходе сумматоров, а, следовательно, и каналов, производитс  управл ющими стробами с первого, второго и третьего выходов дешифратора 20. Предлагаемое устройство может быть реализовано следующим образом:.

Блоки пам ти 2 могут быть выполнены на микросхемах адресной оперативной пам ти, например 541РУ2, счетчики адресов занесени  5, фазы 11 и периода 12 могут быть выполнены в виде двоичных счетчиков на микросхемах 533ИЕ5, делитель частоты 15 и счетчик адресов считывани  16 могут быть выполнены на микросхемах 533ИЕ10.

Генератор 14 может быть выполнен на цифровой ИМС, например 530ЛАЗ, с кварцевой стабилизацией частоты. Формирователь 6 может быть собран на двух последовательно соединенных одновибраторах 533АГЗ. чтобы обеспечить необходимые задержки и длительности импульсов записи дл  блоков пам ти. Формирователь маркера 18 может быть выполнен в виде схемы реализации

0 определенной функции от переменной, например на микросхеме 533КП7. Дешифраторы 8 и 20, а также сумматор 3 могут быть собраны на логических элементах И, ИЛИ, НЕ цифровых ЦМС, 533 серии, а регистр 13

5 на микросхеме 533ИР16.

Сравнительные испытани  предлагаемого устройства, реализующего предлагаемый способ записи, с известным устройством показали, что использование

0 предлагаемого способа позвол ет зарегистрировать на единый носитель до 8-ми асинхронных потоков цифровой информации, разница частотами следовани  которых может достигать 50%, и при этом вре5 мённой сдвиг между информационными каналами, возникающий за счет преобразований записи, достигавший в базовом объекте величины 10-16 периодов тактовой синхронизации, в предлагаемом устройстве

0 составл ет 0,03 периода.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации, заключающийс  в том, что информацию всех

   5 входных цифровых потоков в виде параллельного кода с соответствующими тактовыми синхроимпульсами различной частоты . следовани  разбивают на блоки информации с одинаковыми временными интервала0 ми, в которых укладываетс  соответствующее число символов, сжимают информацию блоков во времени и в полученные временные интервалы вставл ют маркерные слова с заданным числом симво5 лов, а затем записывают полученную инфор- . мацию на магнитный носитель, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности записи за счет устранени  временного рассогласовани  между каналами

   0 асинхронных потоков цифровой информации при приведении каналов к одной тактовой частоте, сжатие информации каждого потока производ т с разными коэффициентами трансформации частоты с получением

   5 единой дл  всех потоков частоты следовани  символов, на интервале каждого блока информации в потоках определ ют начальную фазу тактовых синхроимпульсов и период их следовани  при сравнении с эталонными синхросигналами, формируют

   полученные значени  в виде цифровых слов с соответствующим числом символов, а полученные цифровые слова устанавливают во временном интервале, полученном при сжатии информации блоков во времени, после или до маркера в каждом канале соответствующего потока цифровой информации.
2. 2. Устройство дл  магнитной записи асинхронных потоков цифровой информации , содержащее информационные каналы, в каждом из которых входна  информационна  шина соединена через блок пам ти с первым входом сумматора, выходные информационные шины, опорный канал, содержащий первый элемент И, формирователь импульсов и счетчик адресов занесени , счетный вход которого соединен с шиной синхронизации и с входом формировател  импульсов, делитель частоты , выход которого через формирователь маркера соединен с вторыми входами сумматоров информационных каналов, счетчик адресов считывани , при этом входы адресов занесени  и адресов считывани  блока пам ти одного информационного канала соединены с соответствующими адресными входами блоков пам ти остальных информационных каналов того же потока, цифровой информации, выходную шину синхронизации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности записи за счет устранени  временного рассогласовани  между каналами асинхронных потоков цифровой информации при приведении каналов к одной тактовой частоте, в него введены генератор, выходом подключенный к входу делител  частоты, триггер, входом подключенный к выходу счетчика адресов считывани , дешифратор, элемент И, дополнительные опорные каналы при общем числе опорных каналов, равном числу входных информационных потоков, а в каждом опорном канале введены коммутатор адресов, дешифратор, второй элемент И, счетчик периода , счетчик фазы и регистр, выход которого соединен с третьими входами сумматоров информационных каналов соответствующего потока, а первый и второй входы - соответственно с выходами счетчика периода и счетчика фазы, счетный вход которого подключен к выходу первого эле- мента И, а установочный вход - к установочным входам счетчиков периода и адресов занесени , выходу переполнени  счетчика адресов считывани  и входу триггера, пр мой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первыми и вторыми управл ющими входами коммутаторов адресов опорных каналов, первый, второй и третий выходы которых подключены соответственно к входам адресов занесени , адресов считывани  и управл ющими входам блоков пам ти информационных каналов соответствующего потока, вход коммутатора адресов каждого опорного канала соединен с выходом формировател  импульсов,

   выход счетчика адресов занесени  подключен к первому многоразр дному входу коммутатора адресов и через дешифратор опорного канала - к одним входам первого и второго элементов И, другие входы которых соединены с другими входами первого и второго элементов И соответственно остальных опорных каналов и с выходом генератора , выход делител  частоты подключен к выходной шине синхронизации, к входу

   счетчика адресов считывани  и к одному входу третьего элемента И, выход которого соединен с входами сдвига регистров опорных каналов, а другой вход - с первыми управл ющими входами сумматоров информационных каналов и с первым выходом дешифратора, второй выход которого подключен к другому входу формировател  маркера и к вторым управл ющим входам сумматоров информационных каналов,

   третьи управл ющие входы которых соединены с третьим выходом дешифратора, четвертый выход которого подключен к входам записи регистров опорных каналов, а вход соединен с многоразр дным выходом счетчика адресов считывани  и с вторыми мно- горазр дными входами коммутаторов адресов всех опорных каналов.