TW418387B - A servo decoder for decoding an error correcting servo code recorded on a disc storage medium - Google Patents

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TW418387B
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servo
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bit
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Richard T Behrens
Christopher P Zook
Stephen A Turk
David E Reed
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Cirrus Logic Inc
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Description

418387 五、發明説明（ 發明領域 本發明説明數位電腦之 BE] m 片儲存系統的控制，其特別勺 明一用以於一碟片儲存媒 其特另〗况 伺服碼。 位—也錄磁頭之錯誤修正 、 發明背景 磁性和光學的磲片儲存 甘士 w存裝以常由主電腦系統所使用， 、彡發性的万式下用以儲存大量的數位資料。血型 地説’於該儲存裝置内旋轉的該碟片儲存媒體被分割成若 干個資料磁軌（對磁性的儲存媒體以时心的方式分副， 對光學的儲存媒體以同中心或盤旋的方式分割），其中每 -個資料磁軌又更進—步地被分割成若干個資料磁區。爲 了在一個特別的磁軌上之—目標資料磁區中寫入和讀取資 料’藉伺服控制器將一記錄磁頭（讀寫頭）定位於該磁軌 上。接著’爲了窝入資料至該磁軌，該資料用作調整該記 錄磁頭的一寫入線圈中的一電流（或一鐳射光束的強度）， 以便於孩碟片的表面上寫入一序列相對應的磁通量（或反 射光學）轉變。爲了讀取該記錄的資料，該記錄磁頭又再 於該磁軌上通行，並將該磁通量（或反射光學）轉換成一類 似的讀取信號，該讀取信號包括一序列代表該記錄.資料的 脈波。接著偵測這些脈波，並以一讀取通道將其解碼成一 估記的資料序列，且在無錯誤的狀態下，該估計的資料序 列與該記錄的資料序列相匹配。 圖1Α說明一碟片儲存媒體的一典型的格式，其中該資 料磁軌13係以同中心的、放射狀分隔的資訊環來記錄。每 -4· 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS } Α4規格（2丨0X297公釐） 請先閲讀背面之注意事項本頁〕 *τ 線_ 經濟部中央標準局男工消費合作社印掣 418387 A7 B7 五、發明説明（2 ) 一個磁軌包括一預定數量的資料磁區15，並繞著該碟片以 一定的間隔記錄著嵌入伺服楔柱或伺服輪幅17於磁執上。 該嵌入伺服楔柱由一伺服控制器處理，以便於讀寫操作期 間在一選出'的磁軌上定位該記錄磁頭 '如圖所示，一伺 服楔柱的每一個伺服磁區典型地包括用以同步傳輸至該伺 服資料71 (類似圖1C所示之一資料磁區15)之時序資訊（前 同步訊號68和同步字元70)，其中該伺服資料71包括—磁 軌位址73，用以在一選出的磁軌上粗略地定位該記綠磁 頭，及定位在正確的間隔和位移上的伺服資料組75，用以 在該選出的磁軌的中心線上精確地定位該記錄磁頭。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 像这樣，於讀窝操作期間，該伺服控制器執行兩種功 能：利用該磁軌位址企圖獲得一選出的磁軌，及利用該伺 服資料組追蹤該磁轨的中心線。企圖獲得一選出的磁軌 時，需在該碟片的表面上放射狀地移動該記錄磁頭，直到 菽記錄磁頭找到該目標磁軌爲止。當該記錄磁頭放射狀地 橫越孩碟片時，該伺服控制器讀取記錄於該嵌入伺服楔柱 中目可的磁軌位址，以決定該記錄磁頭目前所在的位置。 於企圖獲得一選出的磁軌時，一實質設計的考量爲當讀取 薇飼服模柱時該記錄磁頭可能於兩個相鄰的磁軌間飄動。 誠如上所説’則將該侦測出之磁轨位址解碼成該兩個相鄰 磁軌位址中的一個，以避免該伺服控制器操作中的錯誤是 很重要的。 先前技藝中，碟片儲存系統典型地使用一被稱爲格雷碼 的編碼方法’以確保解決了因交錯磁軌干擾所造成之該偵 本紙張尺度適财目國家標率（CNS ) A4规格"717^797公楚j 五、發明説明（3 ) 裝 測位址的不足性’並支持兩個相鄰磁軌位址中的一個。一 格雷碼之該確保特性爲代表相鄰磁軌位址間的字碼於該不 歸零記錄法（NRZ)領域中（該NRZI領域中兩個相鄰的位元） 僅有一相鄰、的位元不同。圖4説明一傳統的伺服編碼器， 其將NRZ二進位磁軌位址編碼成記錄至該碟片中的NRZ格 雷碼磁軌位址’其中相鄰的NRZ格雷碼磁軌位址僅有一位 元不同。在這種方式下’當該記錄磁頭於一搜尋操作期間 在兩個相鄰的磁軌間飄動時’將可解決該偵測字碼的不定 性以支持該兩個相鄰磁軌位址中的一個。 於發展碟片儲存系統的一祠服系統之另一個實質設計的 考量爲遠#測飼服資料的完整性。因該讀取信號中之干擾 訂 而導致該偵測伺服資料中的錯誤消減了該伺服控制器在搜 尋和追蹤兩種操作上的執行。傳統上，係以—極低的密度 記錄該伺服楔柱17中的伺服資料，藉以使因交錯符號干擾 (ISI)所引發的威錯誤減至最小。此外，磁性儲存系統一般 線 以一 d=l的連値長度限制（RLL)碼的限制記錄該伺服資料， 以防止窝入相鄰的磁性轉變，藉以使因一已知的非線性轉 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 變移位（NLTS)現象所引發的錯誤減至最小。當一第一個轉 變中的該去磁磁場和該寫入磁頭的磁場相互作用時即發生 NLTS，且當其被寫至該碟片時即移動—緊隨其後之轉變的 位置_。 雖然錯疾修正碼（ECC)爲大家所熟知（如漢明碼，循環冗 數核對Reed-Sol〇m〇n等），且典型地用以修正該資料磁區 的使用者請巾的❹，㈣常不使料種錯誤修正碼去 本紙張尺度刺辟（ 4 ίθ38 7 Α7 Β7 經濟部中央榇準局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 修正該飼服資料中的錯誤。不使用ECC修正伺服資料的原 因可能係基於上面所述格雷碼的限制。也就是說，利用一 傳統錯誤修正碼如漢明碼，無法编譯伺服資料，並且無法 將其安排成、相鄰的磁軌位址間僅有一位元不同。 碟片儲存系統之一個現代趨勢爲增加儲存於該伺服模柱 中的資料量；例如，該伺服楔柱可包括定位該資料磁區之 相對位置的資料，其被稱爲"ID_Less"碟片儲存系統。當該 词服模柱中的資料量增加時，該伺服楔柱就開始消耗該磁 軌中大量的可記錄區。爲減少該伺服楔柱所消耗的可記錄 區，其中一種方法即爲增加該伺服楔柱的記錄密度，但如 上所述，其會增加由ISI所造成的錯誤數量。 因此就大體而論，一伺服編碼架構通必須改善該伺服資 科的資料完整性，藉以給與較快的搜尋操作和更可靠的追 縱操作。更進一步地說，一伺服编碼架構必須藉著補償ISI 中所增加的位元錯誤的數量以容許一較高的記錄密度。 説明根據一新的編碼架構來操作之碟片儲存系統的一伺 服解碼器’該解碼器能於搜尋操作期間精確地解碼代表伺 服磁軌位址的偵測字碼，即使當該記錄磁頭於兩個相鄰的 磁執間飄動時，其亦能修正該偵測字碼中由該讀取信號中 i雜訊所造成的錯誤，如交錯符號的干擾。於一第一個體 系中，該編碼架構包括—能於該偵測字碼中修正—預定數 量之位元錯誤的錯誤修正碼（ECC)。爲達到一傳統格雷碼 之相等效果’於是安排該字碼使得相鄰的磁軌位址以相等 (锖先閱讀背面之注意事項ν 裝-- ^本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇x29m釐） A7 B7 418381 五、發明説明（5 於該ECC褐之最小距離的位开叙点广、 1 U兀數來區分。於—第二個體系 中，該伺服碼修正某種盥—故 . 〃 格子型式I序列偵測器相關聯 之最小距離的錯誤事件。在此體系中，爲達到-傳統格雷 碼心相等效'果，於是安排該字碼使得相鄭的磁軌位址以與 孩被修正的最小距離錯誤事件成比例的位元數來區分。在 這種方式下，當該記錄磁頭於—搜尋期間橫跨兩個相鄰的 磁軌時，即可解決該傾測字碼的不定性以支持該相鄰磁軌 位址中的-個。此外’由於該碼的錯誤修正能力，本發明 改善制服搜尋和追_作的執行，且容許以—較高的密 度記錄該词服資料。 附圖簡述 藉著閲悉下面有關本發明的詳述連同其附圖，能更了解 本發明上面所述及其它觀點和優點，其中： 圖1A爲一碟片儲存媒體的—例證格式，該碟片儲存媒 m包括多個同中心的資料磁執和嵌入伺服楔柱，其中每一 個資料磁軌被分割成多個資料磁區。 圖1B爲一伺服楔柱的—伺服磁區的一例證格式，其中該 飼服資料典型地包括一用以在該碟片上粗略地定位該記錄 磁頭的磁軌位址，及用以在該磁軌的—中心線上精確地定 位該記錄磁頭的伺服資料組。 圖1C爲一資料磁執的一資料磁區之一例證格式。 圖2爲一取樣的擴大讀取通道的方塊圖’其包括本發明 的該伺服解碼器。 8- 本紙乐尺度適用中_國家標準（CNS ) A4規格（2Ϊ0Χ297公趁） (請先閲讀背面之注意事項本耳) •裝 線· 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 ( 41 83 8 7 A7 __-___ B7 五、發明説明（ό ) ~~~_ ~~ 圖3説明一將NRZ二進位磁軌位址编碼成NRZ格雷磁軌位 址之先前技藝的伺服編碼器。 圖4説明本發明的一個體系，其利用一能夠修正一偵測 字碼中一單、一位元錯誤之（7,4)漢明碼，並安排代表相鄰磁 執位址的字碼間以相等於該漢明碼之最小距離的位元數來 區分，以有效的實踐該傳統格雷碼的限制。 圖5 A爲一取樣的擴大讀取通道的一傳統的部份反應 class-IV (PR4)序列偵測器之一狀態轉變圖β 圖5Β説明相對應於該狀態轉變圖5Α的一傳統格子圖。 圖6Α説明一經由圖5Β的格子圖處理時之例證取樣序列， 及由該NRZI領域中之一單一位元移位所造成的一最小距離 錯誤事件。 圖6Β説明一經由圖5Β的格子圖處理時之例證取樣序列， 及由該NRZI領域中之一二位元"讀入，，所造成的一最小距離 錯誤事件。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 圖7説明本發明的另一個體系，其以修正圖6Α的該單一 位元移位錯誤事件和圖6Β的該二位元"讀入”錯誤事件的方 式編譯該伺服磁軌位址，且更進一步地安排該字碼使得相 鄭的磁軌位址僅以三個位元移位不同，以有效的實踐該傳 統格雷碼的限制。 圖8爲一修正過且與一 RLL d=l碼限制相匹配的PR4序列 4貞測器的一狀態圖。 該較可取體系詳述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 418387 Α7 Β7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（ 爲了説明的目地，圖“爲―儲存碟片的一具代表性的資 料格式，其包括一連串的同中心的資料磁執13，其中每— 個資料磁軌13包括多個磁區15並有嵌入伺服楔柱17。該嵌 入伺服楔柱'點型地於生產該碟片後利用—特別的伺服寫入 器窝於該碟片上；於正常的操作期間該儲存系統不覆寫該 飼服楔柱是重要的。一饲服模柱的每—個飼服磁區包括一 前同步訊號68和同步欄70以同步傳輸至該伺服資料71，如 圖1B所示。該伺服資料71典型地包括一磁軌位址”，用以 在一選出的磁軌上粗略地定位該記錄磁頭，及伺服資料組 75，用以當讀寫資料時於該選出的磁軌的一中心線上精確 地定位該記錄磁頭。此外，該伺服資料可包括用以定位該 資料磁區的相對位置之資料，而非於每個資料磁區前記錄 一分隔的’’ID-field"。該磁軌位址73典型地由—類比或離散 時間脈波偵測器偵測，但其亦可於—取樣的擴大讀取通道 中利用一離散時間序列偵測器偵測。該伺服資料组75典型 地利用一類比或離散時間資料組區域偵測器偵測。 由於周圍記錄區中儲存容量的增加和中儲存容量的減 少，故可增加該外部磁軌的儲存容量。於是，圖1A中所示 的該碟片被分割成一外邵區域i i，由每個磁軌十四個資料 磁區所構成，和一内部區域27，由每個磁軌七個資料磁區 ’斤構成貫際上，該碟片眞正被分割成數個區域，其中該 容量和資料率隨内部區域到外部區域而增加。 於—搜尋操作期間，因該記錄磁頭朝一目標磁軌放射狀 地橫跨該碟片，故當讀取該伺服楔柱時該磁頭可能橫跨 1 * "* 丨 _ —.. · 10 -本紙張( CNS ) A4規格丨210Χ297々ϋ ^ 私衣------1Τ----- (請t閲讀背面之注意事項本頁) 、 - 線！ &§87, A7 B7
五、發明説明（S 個相鄰的磁軌。在這種狀沉下，相鄰磁軌位址間的該交錯 磁軌干擾將在該偵測的字碼内引起不定性。基於這個理 由，編碼該磁軌位址以解決該不定性並支持一個或另一個 相鄭的磁軌位址。傳統上，係根據一格雷碼限制來編碼磁 軌位址，意指相鄰的磁軌位址於該NRZ領域内僅有一位元 不同（視圖3)。在這種方式下’通常可解決該一個不同位 元中的不定性以支持該兩個相鄰磁轨位址中的一個。 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印笨 圖1C説明一磁軌13内一資料磁區15的一例證格式。類似 於一伺服磁區17，一資料磁區15包括一前同步訊號欄68和 —同步攔70以同步傳輸至該磁區資料（即該使用者資料 72)。於是，一資料磁區典塑地包括若干多餘位元组及 其相關的一預定錯誤修正碼（ECC)，一旦讀回，該預定錯 誤修正碼係用以偵測和修正由該讀取信號中的干擾在該使 用者資料72中所引發的錯誤。通常並不使用傳統的ECC去 修正該伺服磁軌位址73中的錯誤，可能係因其不可能根據 上述之傳統格雷碼限制去安排ECC字碼。也就是説，其不 可能利用一傳統錯誤修正碼去編碼伺服磁軌位址，五安排 該字碼使得相鄰的字碼於該NRZ領域中僅有一位元不同。 從下面的描述將更明顯可見，本發明藉著安排該吏 得相鄰字^碼的厚異與該碼的一距離性質有關。在這種方式 下’當該記錄磁頭於一搜尋操作期間橫跨相鄭的磁軌而產 生不定性時，即可被解決並支持相鄰的磁軌中的一個，與 孩傳統格雷碼限制類似。然而，本發明提供了一勝於傳統 格雷碼之優勢，即其能夠修」正該偵測字碼七的_錯誤，藉以 t紙婊尺度適财關家辟（CNS ) A视格（21GX297公釐） -11 - A7 B7 418387 五、發明説明（9 ) 加強了該伺服控制的信賴度並容許以一較高的密度記錄該 伺服資料。 傳統的取樣擴大讀取通道 現參考圖2，説明一傳統的取樣擴大讀取通道之詳細方 塊圖。於一寫入操作期間，在記綠該使用者資料72之前， 一資料產生器4輸出一前同步訊號資料68，和記錄於該碟 片上且在記錄該使用者資料72之前的一同步字元標誌70 (視圖1C)。一 RLL編碼器6根據一 RLL限制將該使用者資料 2編碼成一二進位序列b⑷8。一預先編碼器10將該二進位 序列b(n) 8預先编碼，以補償該記錄通道18和均値過遽器 的轉移函數和以形成一預先編碼序列〜b(n) 1 2。藉轉譯 14 ~b(N) = 0 爲 a(N) = -1 ’ 及〜b(N) = 1 爲 a(N) = +1，以將該 預先編碼序列〜b(n) 12轉換成符號a(n) 16。寫入電路9，回 應該符號a(n) 16，以1/T的波特率上調節該記錄磁頭線圈 中的電流（或一鐳射光束的強度），以記綠該二進位序列於 該媒體上。一頻率合成器52提供一波特率寫入計時器54給 ?哀寫入電路9 ’且根據該記錄磁頭所在的區域上以一通道 資料率信號（CDR) 3〇調整該頻率合成器52。 當從該媒體讀取該記錄的二進位序列時，首先藉選擇將 時序回復2S鎖定至該寫入頻率，當該輸入至該讀取通到 時，該寫入計時器54經過一多工器6〇。—旦鎖定至該窝入 該多工器60即從該讀 至記錄於該碟片上的 頻率，且當該輸入至該讀取通道時，該 取磁頭選出信號19，以便頻率和相鎖至 該獲得前同步訊號68以進行該記錄的使用者資料乃。一可 -12- 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 * A7 B7 五、發明説明（10 ) . 變增益放大器22調整該類比讀取信號58的振幅，且一類比 過濾器20對該期望的回應提供起始平均並減弱化名的干 擾。一取樣裝置24從該類比過濾器20取樣該類比讀取信號 62，且一離與時間均値過濾器26對該期望的回應提供該取 樣値25之額外的平均。例如在部份的回應記錄中，通常從 表1選出該期望的回應： 表1 通道 轉移函數 雙脈波回應 PR4 (1-D) (1+D) 0, 1, 0, -1, 0, 0, 0 ... EPR4 (1-D) (1+D)2 0, 1，1，-1，-1，0, 0,... EEPR4 (1-D) (1+D)3 0, 1，2H1, 0,... 於平均後，引用該平均的取樣値32至一決策增益控制50 和時序回復28電路以分別調整該讀取信號58的振幅和該取 樣裝置24的頻率和相位。時序回復28於線路23上調整該取 樣裝置24的頻率，以將該平均的取樣32合成至該波特率， 且增益控制50於線路21上調整該可變增益放大器22的增 益_，以使該通道的頻率回應之大小與該期望的部份回應相 匹配。頻率合成器52於線路64上提供一粗略的中心頻率設 定至該時序回復電路28，以便在溫度、電壓和處理變化上 集中該時序回復頻率。 該平均的取樣Y(n) 3 2最後將被輸入至一離散時間序列偵 測器34，如從該取樣値偵測一估計二進位序列Ab(n) 33之 一最大可能性（ML) Viterbi序列偵測器。可利用該離散時間 序列偵測器3 4偵測該伺服資料，或選擇性地經由多工器82 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —Ϊ i -:丨批衣 I ~訂 I 1 線 (請先M讀背面之注意事項本頁) 418387 A7 B7 五、發明説明（11 ) 選出一離散時間脈波偵測器8◦偵測該伺服資料。—rll解 碼器36將該序列偵測器3 4中的該估計二進位序列、⑻33 解碼成估計使用者資料3 7 ’且一伺服解碼器8 4將在該多工 器82的輸出占之該估計資料序列解碼成估計伺服資料化。 >1料同步偵測器664貞測該資料磁區15和該伺服磁區17中 的該同步字元標誌70 (如圖1B和1C所示），以便架構該 R L L解碼器36和伺服解碼器84的操作。根據本發明的該編 碼架構來搡作之該伺服解碼器84，將細述於下面的章節 中〇 伺服解碼器 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 圖2之該伺服解碼器84，其履行將該估計資料序列解碼 成一有效磁軌位址之責，即使不定性是於一搜尋操作期間 因交錯磁軌干擾而在該讀取信號中所引發亦然。圖3説明 一先前技藝之伺服解碼器，其根據一傳統格雷碼操作；也 ，说疋説’將該;NRZ二進位磁軌位址编碼成;[sfRZ格雷碼磁軌 位址，使得相鄰的磁軌位址於該N RZ領域中僅有一位元不 同。在這種方式下’於一搜尋期間當該記錄磁頭橫跨兩個 相鄰的磁軌時，則該單一位元的不定性將無關緊要，因該 偵測字碼將被解碼成一個或另一個相鄰的磁軌位址。然而 如上所述’一傳統格雷碼無法修正該偵測字碼中的隨機錯 誤；於一搜尋期間，其只修正由一相鄰的磁軌位址的交錯 磁軌干擾所造成之該特別的單一位元。 14. 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着） 4 1838/ A7 B7 五、發明説明（l2 ) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 ECC伺服解碼器 本發明根據一可修正龙嫱一 某種奴機位兀錯誤的編碼架構來編 碼該二進位磁轨位址，以克服一傳统飼服格雷碼的限制， 並解決於'搜尋操作期間因交錯磁軌干擾所造成的不定 性。圖4説明本發明的—例證體系，其中利用一能在一偵 測字碼中修正任何随機單—位元錯誤卵躺明碼編碼該 NRZ二進位磁軌位址。該（7⑷漢明碼之錯誤修正程續爲太 家所熟知的。首先’藉著在—偵測字碼上執行三個同位核 對以計算出-共存。如該三個共存位元均爲非零値，則其 代表琢位7L錯誤的位置。反轉該錯誤的位元藉以修正該偵 測字碼（假設只有一位元錯誤）。於修正後，利用大家所熟 知的技藝如一查表或組合邏輯’將該七個字碼位元映射至 四個資訊位元以解碼該字碼。 藉著士排該結果字碼使得相鄰的字碼間以相等於該漢明 碼之最小距離的位元數來區別，以達到—傳統格雷碼的相 等效果。在這種方式下，則可解決因交錯磁軌干擾所造成 的不定性：如一有效字碼被損毁以致不定性存在於與該漢 明碼的最小距離相等之位元數時，該不定性將被解決（修 正）以支持該被損毁的字碼或一相鄰的字碼。例如，考慮 圖4該表中的頭兩個字碼：〇〇00〇〇〇和〇1〇1〇1(^於一搜尋 操作期間，如該讀取磁頭在該兩個字碼間飄動時，該交錯 磁軌干擾將會引入不定性於該三個"1"位元中，使得最可 能的偵測字碼爲： 15- 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項本頁) 裝· 訂 線 4 1838 7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（l3 ) 0000000 0101010 0100000 0001000 0000010 0101000 0001010 0100010 需注意該錯誤的字碼和該相鄰的有效字碼0000000或 0101010以一位元不同。如是，該錯誤的字碼將被修正成一 個或另一個相鄰的字碼（磁軌位址），藉以提供和一傳統格 雷碼相同的效果。然而，不像一傳統格雷碼，本發明修正 或映射多個4貞測字碼至一有效字碼。換句話説，該修正的 過程可被視爲偵測字碼映射至一有效字碼的一多對一的映 射。 爲了编碼用以代表4k〜32k資料磁轨之該12〜15位元長的 磁軌位址，可鏈結圖4所示之該7-位元字碼資料段。爲了 保持該傳統格雷碼的特性，一次只變更一個資料段。於執 行圖4中該序列後，一較高階的資料段即變更了，且圖4 之該序列以逆向次序執行。 可利用大家所熟知之任何的傳統格式，將圖4的字碼寫 至該碟片，包括歸零，其中一”Γ位元調整一磁性的二位 元且一 "0"位元調整無磁性的二位元（即裝置相關環境）； 不歸零（NRZ)，其中一 "Γ位元調整一”正"通量方向且"0" 請先閱讀背面之注意事項本頁 .裝· -1° 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0X297公釐） '418387 A7 ___B7_ 五、發明説明（l4 ) 位元調整一負通量方向，或不歸零逆轉換（NRZI)，其中一
"Γ侔元調整一磁通量轉變且一 "0"調整無通量轉變。與R Z 相比，該NRZ或NRZI格式較合人意’因其有較高的資訊率 和較高的密度；然而，這些格式亦需要一 d=0之偵測器以 、 . 精確地偵測該字碼（最好是圖2的該序列偵測器34)。此 外，因該特別的字碼造成相鄰的磁轉換，故於該伺服窝入 器中需要一窝入預先補償電路以補償非線性的轉變移位 (NLTS)。 而此體系之另一個觀點爲使用該所有的位元字碼。 眾所皆知，僅當該資料序料中偵測出”；!"位元時，才會導 出時序資訊，也因此説明了 RLL (d，k)碼中該k限制：其限 制連續”0"位元的最大數量爲k。在此體系中，爲在此實施 例達到與—RLL (d，k)之該k限制相當的程度，—雙數元 (dibit)係被插入每一連按字碼間。此一雙數位在解碼該偵 測字碼爲二位元磁軌位址時係可被很簡易地忽略。 如是，藉利用一錯誤修正碼的該距離特性，可安排字碼 以達成如一傳統格雷碼之相同的結果。於—搜尋操作期間 當該記錄磁頭橫跨兩個相鄰的磁執時，因交錯磁執干擾於 一偵測字碼中所造成的不定性即可獲得解決並支持該相鄰 磁軌位址中的一個。此外，該錯誤修正碼的該距離特性， 亦使其能夠於搜尋和追蹤兩種操作期間作隨機位元錯誤的 修正，其改善了伺服控制的執行並容許以一較高的密度記 綠該伺服資料。 _- ________- 17· 本紙狀度適;準（CNS) A4 规格（2ΐ〇χ;^-___--- 讀先閱讀背面之注意事項本頁 裝- 訂 線 經濟部中央榡準局負工消費合作社印繁 Α7 Β7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裳 五、發明説明（l5 圖4所示該例證之漢明碼的最小距離爲3。熟知此技藝 者將認可使用這些與圖4中（7,4)漢明碼不同的碼可達到： 同的結果。例如，可使用一具有較大最小距離之字碼去修 正個以上 '的一單—位兀錯誤事件。這些及其它顯而易見 的修正均在本發明的計晝範圍中。 格子偵測器伺服碼 該基本的概念使得本發明的該ECC漢明碼體系得以延伸 至一離散時間格子序列偵測器的該距離特性，如最大可能 性Viterbi序列偵測器。例如’考慮—與—部份回應c；Uss_ IV(PR4)項取通道相關聯之該格子序列偵測器。以該多项 式（1-D2)代表該通道的轉移函數，其中^爲意指該通道或 波特率之延遲運算子。採用値+1或_丨於圖2的該輸入符號 a⑻16，採用該组{ +2，〇，_2 }中的値於該通道μ的輪 出。該:PR4 Viterbi序列偵測器34藉檢視上下文中該通道取 樣値32以操作並決定與該取樣相關聯之一最有可能的估計 資料序列。 該PR4序列偵測器的操作’可由圖5 A中所示其狀態轉變 圖知悉。由最後兩個輸入符號a(n) 16代表每一個狀態9〇 (預先編碼10之後），從一個狀態到另一個狀態的每一個分 支，標上該目前的輸入符號a(n) 16和於讀回期間將會產生 之該相對應的取樣値。如是，於讀回期間，根據該狀態32 轉變圖可將該取樣序列調整成該輸入符號序列a(n)(記錄序 列）。然而，因時序錯誤，不平均等而於該讀取信號中產 生之干擾，將會混淆該讀回取樣値並引入不定性於該修正 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 私衣------訂------線 f請^-聞讀^-面之注意事喟一^^^本頁'---' 、 418387 %
--------—----— J 玉、發明説明（Ιό ) 調整的資料序列中。接著，該Viterbi偵測器的該函數將該 取樣値調整成一最可能的資料序列，以解決此不定性。 以圖5B所示之一格子圖代表圖5A的該狀態轉變圖，則可 知悉該Viterpi偵測器的該調整過程。該格子圖代表取樣値 的一時間序列及可能產生該取樣序列之該可能的記錄輸入 序列a(n) 13對每一個可能的輸入序列a(n)，一錯誤測量的 計算，與將於一無干擾系統中產生的該期望取樣値序列和 由該通道讀取之該實際取樣値間的差異有關。例如，一歐 幾里得測量，即以該預期取樣値和該眞實取樣値間的累積 平方差來記算。產生該最小歐幾里得測量之該輸入序列 a(n)即爲產生該眞實取樣値之最可能的序列；因此選擇該 序列爲該Viterbi偵測器的輸出。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印掣 爲了使該調整的過程更便利，該Viterbi序列偵測器包括 了路徑記憶體以儲存該每一個可能的輸入序列a(n)和一相 對應的測量。一 Viterbi序列偵測器之一大家所熟知的特性 爲當處理冗一定數量的取樣値後，儲存該可能輸入序列的 該路徑將合併至一最可能的輸入序列（只要適當地限制該 輸入序列）。事實上’該所需之路徑記憶體的最大數量與 該格子圖中的狀態數相等；該最可能的輸入序列經常以這 些路徑中的一個代表，且於處理完一定數量的取樣値後， 這些路最後將會合併成一個路徑（即該最可能的輸入序 列）。 從圖5B的格子圖可知悉該路徑記憶體的合併，其中該” 殘存”序列係以實線代表《需注意可從兩個狀態中的—個 _ - 19- 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS ) A4規袼（210X2^^7 418387 A7 B7 五、發明説明（17 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 達到該格子圖中的每—個狀態；也就是説，有兩個轉變分 支通至每一個狀態。對每—個新的取樣値，該viterbi法則 遞迴計算一新的錯誤測量，並對每一個狀態保留一與該最 .小錯誤測*相對應的一單一殘存序列。換句話説，該 Viterbi法則將從該兩個輸入分支中選出一個至每—個狀態 中’因該分支中僅有一個會與該最小錯誤測量相對應。因 此’經過該格子圖且與該分支相對應而未被選出的路徑將 合併至該被選出之路徑中。最後，該所有的殘存序列將經 過該格子圖合併至一條路徑，如圖5B所示，該一條路禋代 表產生該取樣値之該最可能的估計資料序列。 因干擾變更該取樣値，而足以使該Viterbi偵測器所選出 之該最可能的序列實際上卻爲—錯誤的序列，這是有可能 的。其類似於一錯誤修正碼之漢明距離。也就是説，一 Viterbi序列偵測器已將該可能的資料序列及其相對應的取 樣序列間的一最小距離相結合。該讀取信號中足夠的干擾 可造成該偵測資料序列中所謂之—最小距離錯誤事件。關 於該格子圖，從一目前狀態分支出並於一較晚狀態中再合 併的兩條路徑間，可發生一最小距離錯誤事件。 該最小距離錯誤事件的長度（即合併至一共同狀態前經 過該格子的取樣期數）會變更。如該讀取通道中的該干擾 取樣爲統計性地獨立且其具有一高斯機率分配，則不管其 長度多少，該最小距離錯誤事件發生的機率相同。然而， 因爲該均彳直渡波器有曲解或關聯該干擾取樣的趨向，故該 讀取通道中的該干擾取樣不是獨立的高斯。此變更了該最 -20 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ' f請先閲讀背面之注意事項本頁} m. I 11 , .裝. 線. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 41 § i 8 * at B7五、發明説明（IS ) 小距離錯誤事件的機率分配，特別是其變更了該分配，以 使最小錯誤事件之長度發生在本發明之伺服資料密度内。 於一 PR4偵測器中，該最小長度錯誤事件包括一單一位 元移位和該NRZI領域中的一二位元"讀入”或"讀出"。由 圖6A的格子圖説明該單一位元移位錯誤事件。於該格子上 説明一例證的資料序列，其中該上端的序列{01100110}爲 正確的序列，且該下端的序列{00110110}包括一位元移位 錯誤事件。該資料序列顯示於該P R 4領域中，其中該NRZI 領域中該相對應之位元移位錯誤事件爲{00100100}，其係 將該序列{01000100}之第一個"1 ”位元向右移一位所導 致。從圖6 A中的格子中注意到，該位元移位錯誤事件，與 從該上端狀態分支出並以一三個取樣期數的錯誤長度於該 底端狀態再合併之兩條路徑相對應。一二位元讀入錯誤事 件的例證説明於圖6B中，其中該正確的PR4序列{00000110} 錯誤地被偵測爲該PR4序列{01010110};也就是説，該 NRZI序歹ij {00000100}錯誤地被偵測爲該NRZI序列 {01100100}。藉著從該上端狀態分支出並於其後在該上端 狀態的三個取樣期數再合併之兩條路徑，於圖6B的格子中 説明該錯誤事件。一二位元讀出錯誤事件爲一二位元讀入 錯誤事件的相對事件，且於圖6B中藉交換該正確和錯誤的 序列説明之。 因此，本發明的一個目地即爲提供一能修正一 PR4序列 偵測器的該位元移位和二位元讀入最小距離錯誤事件之伺 服編碼架構。（未考慮該二位元讀出錯誤事件，因該碼以 -21 - 諳先聞讀背面之注意事項 本頁} 裝. 、-0 線 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 4 1 83 8 7 A7 ____. B7 _ 五、發明说明（I9 ) 一 d=l的連値長度限制來限制，即意表一二位元無法在— 有效字碼中發生。）一傳統格雷碼限制用以解決於一搜尋 操作期間因交錯磁軌干擾於偵測字碼中造成不定性之該特 性，其係藉、著安排該字碼使得相鄰字碼間的不同與一位元 移位錯誤事件有關以達成'該特性，其中—位元移位錯誤事 件爲由交錯磁軌干擾所造成之最可能的錯誤。 爲有助於了解本發明之該格子伺服碼體系，茲定義以下 的名詞： d=l限制-一連値長度限制（RLL)，其限制於連續的"1"位 元間必須發生"011位元的最小數量爲1 (於該 NR_ZI領域中）。 字蹲大小-一_字碼中的位元數；於下例中該字碼的大小爲 1 2位元。 群組- 一字碼中介於"Γ位.元間且包含最外面的”1"位 元之該組二進位數。例如該字碼001010100000 包含該群组10101。 群组長- 一群组中該二進位數的數量。例如10101的群 組長爲5。 群组移位-一群组向左或向右移位一指定的位元數。例如 在該字碼001010100000中將一群组10101向右移 一位，則得到000101010000，將一群組10101向 左移一位，則得到010101000000。 群组套{x}-能由移位一特別群組X所產生之該套字碼。例 如，該群组10101將產生該群組套： -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） t-- (讀_先鬩讀#-面之注意事項143^本頁〕 、=° 線 A7 B7 418387 五、發明説明（2〇 ) (諳先閲讀背面之 101010000000 ， 010101000000 ， 001010100000 ， 000101010000 ， 000010101000 ， 000001010100 ， 000000101010 及 000000010101 ° 單一移位-—字.碼中移位一單一的” 1"位元。例如，在該 字碼001010100000中一單一位元移位至位元b5 的右邊，則得到001010010000。 字碼等級-一字碼中”1"位元的數量。 相同轉變-兩個字碼中的兩個通量轉變（NRZI中的位元） 完全發生在該字碼中相同的位置，並導致相同 的通量狀態。 訂 線 類似轉變-兩個字碼中的兩個通量轉變（NRZI中的"Γ位元） 不在相同的位置，卻導致相同的通量狀態。此 外，該字碼中其中一個字碼的兩個連續通量轉 變必定和另一個字碼之相對應的通量轉變相交 錯D也就是説，一個字碼的，兩個通量轉變不能 在另一個字碼的兩個通量轉變間發生。在如下 的該字碼中： 經濟部中央標準局員工消費合作社印茉 000100001010 ，和 000101000010 ， 第一個和最後一個轉變是相同轉變，且該内邵 的轉變是類似轉變。在如下的該字碼中： ooioiooooioo ，和 000100001010 ， -23 - 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 418387 B7 五、發明説明（21 ) _所有的轉變均爲類似轉變，沒有一個是相同轉 變。又如下的該字碼中： 100001010000 ，和 010100001000 ， 所有的轉變既非相同轉變，亦非類似轉變。 根據本發明一格子伺服碼之該下面的體系包括該字碼中 的一 d=l的限制，因伺服撰寫者通常不使用一寫入預先補 償電路對非線性轉變移位（NLTS)作補償。考慮d=l的限制 以促成執行該伺服碼，但該限制於本發明一般的理解中並 非必要的。也就是説，熟知此技藝的人根據本發明的觀點 而無需一 d=l的限制下，即可輕易地設計出一伺服碼。 根據本發明一用以將該二進位NRZ磁軌位址编碼成NRZI 磁軌位址之一伺服編碼器，於圖7中説明。可使用任何大 家所熟知的技藝，包括一查表或組合邏輯來執行該伺服編 碼器。爲助於了解本發明，以下面的記數法表示圖7中該 表的每一個字碼： 〇k〇ll〇kll2〇k2 ln〇kn 其中該註標指示一 "0"位元連續重覆的次數，該註標爲 該"Γ位元的指標，且η爲該字碼的等級（在每一個字碼中 ·· Γ位元的數量，其爲常數）。如圖7該表之該第一個字碼 001010100000 表示爲 k0=2，kl=l，k2=l，k3=5 及 η=3。當字 碼鏈結時爲滿足該d=l的限制，其要求k0 > 0或kn > 0。於 圖.7的該例證中，kn>0，但其選擇是隨意的。 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - I 1-- m^i (請先閱讀背面之注意事項本頁 -5 線 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 4 1 8 3 8 / A7 B? 經濟部中央標準局貝工消背合作社邱衆 五、發明説明（22 説明於圖6A之該格子圖，有關該單一位元移位錯誤事 件之該字碼的距離特性，μ下面知悉m有三個 ，，Γ，位元（即等級爲n=3)之随意的群組A，則該群组套{a} 中的該所有'字碼相互間以三個單"位元移位而不同； 也就是説，任何向左或向右移—位元之群組移位均牽涉到 三個單一，，r位元移位。考慮一第二個群组B，其中 個單一"Γ位元移位與Α相異。又該群组套{Β}中的該所有 字碼相互間以三個單一Τ位元移位而不同，除此之外， 因群組Β和群组Α以三個單一，，丨"位元移位相異，故群组套 {B}中的該字碼和群组套{A}中的每個字碼必定至少有三 個單一"1"位元移位不同。如是，群纽檢查爲组成圖7該字 碼表僅有的要求，其使得每—個字碼有三個單一"丨,,位元 移位不同，並因此具有在任何字碼中均可修正—單一 "r 位元移位之特性。 特別須注意，圖7中任何字碼的該群組都包括了從h到 ln的位元。根據下面的限制導出圖7的該字碼：W m〇d 3 = 1 ’ k2 mod 3 = 1，……，k(n-l) mod 3 = 1，其中”mod"爲取 模函數2加算法。其被指爲，m〇d 3 "限制，且其（連同該h > 0限制）同時滿足該d叫限制和該單一移位距離需求。 有一些字碼，其中k0==0，且當一單一移位至“的左邊時 會將其移出該字碼，藉以產生一少於三個"〗"位元的偵測 +碼。此問題易於解決：因kn > 〇的限制，故以一單一移 位至In的右邊而將其移出任何字碼是不可能的，所以如偵 -25. 本紙張尺度顧帽國家縣（CNS } Μ規格（21()χ297公楚 . 餐-- (請先閏讀背面之注意事項本頁)
，丁， "D 線 4183ο . Α7 ---—____Β7 五、發明説明（23 ) 測一包含兩個_·ι”位元的字碼時，僅需於該字碼的第—個 位置中嵌入一 "1"位元即可修正該字碼。 現在轉向圖6Β所説明之該二位元讀入錯誤事件，於該 NRZI領域中、，一 drop-in錯誤事件爲兩個連續的"！"位元插 入一偵測字碼中。因該偵測字碼將包含多於三個” 位 元，故其易於偵測此錯誤。爲修正該錯誤，必須清楚的知 道哪一個額外的1’Γ位元應從該偵测字碼中移除。下面的 討論證明了修正該二位元讀入錯誤事件的能力爲d=l和k mod 3限制的一個結果（並説明一，，kn 〇大小，，的限制於 下）。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印聚 將以不同的方式證明一二位元讀入錯誤，其最基本的區 別在於其是否在該偵測字碼中造成一個額外的"i"位元或 兩個頦外的"1"位元。如果該二位元讀入發生在該偵測字 碼的邊界外’其中該偵測字碼的邊界有一鏈結字碼，則將 發生一單一額外的” Γ位元》如一二位元讀入完全發生在 該偵測字碼内或其越過該鏈結字碼的邊界而發生在該字碼 的兩端，則跨發生兩個額外的"Γ位元。於這些主要的區 別内，尚有更進一步的區別，且每一個事例均顯示其是正 確的，假設一二位元讀入爲該僅有的錯誤。 考慮一包含一額外的U"位元的偵測字碼之事例。在此 事例中，該讀入錯誤事件必定越過該字碼邊界而發生，也 就是説，該額外的"1"位元必須在該最顯著的位元中或該 最不顯著的位元中。如該最不重要的位元爲一 "Γ位元， 則因上述kn > 〇之限制，其必定是錯誤的。否則該錯誤必 -26 - 本纸張尺度適用中囯國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）
I 418387 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消背合作社印製 五、發明説明（24 發生在該最顯著的位元中（該最顯著的位元包含該額外的 "1"位元）。如是，變更該錯誤的"丨"位元爲一，，〇，，位元以彥 生該正確的字碼。須注意，因一二位元讀入越過該字撟邊 界’故可在、一偵測字碼的該最不顯著的位元中發生/錯誤 的1"位元’或藉該先前彳貞測出的字碼之該丨丨位元左移 位（即因一位元移位錯誤事件）。在任何—個事例中其結果 均相同，因一二位元讀入錯誤事件會正確地解碼該目前的 字碼。 現在考慮一包含兩個額外的"1"位元的偵測字碼，且該 最不顯著的位元爲一 "0"位元之事例。在此事例中，該伯 測字碼包括錯誤的兩個相鄭的” 1"位元。如該該錯誤的相 鄰的"Γ位元發生於一正確的，，1_，位元旁，則該彳貞測字碼將 包括三個相鄰的位元。在任何事例中，將僅能移除一對相 鄰的"1"位元而不達背上面所述該"k mod 3"限制。 注意到不管該相鄰的錯誤的"1 "位元在何處發生，該相 鄰的錯誤的”1”位元的左邊或右邊必定會有一正確的"Γ位 元’提供形式爲1110k的一段於一偵測字碼中。此處所指 的”段”意表孩二個相鄰的111"位元（兩個是錯的）和隨後以 〇k表示之”0"位元的數量。爲滿足”k mod 3”限制，如k mod 3 =1，此事例中該最先的兩個"i"位元是錯誤的，或（k+2) mod 3 = 1 ’此事例中該後面的兩個” 1 位元是錯誤的。因让 mod。= 1和（k+2) mod 3 = 1是不可能的，故該字碼修正是清 楚明白的。 .27. 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） C錆先Μ讀背面之注意事項本筲) .裝. 線 418387 A7 B7 五、發明説明（25 ) 最後考慮一包含兩個額外的"Γ位元的偵測字碼，且最 不顯著的位元爲一 1"位元的事例。在此事例中，因kn > 0 限制，故於該最不顯著位元中的該"Γ位元必定是錯誤 -的，其留下、了兩個可能性：該二位元讀入錯誤事件發生在 該字碼的端點且該bl位元是錯誤的，或該二位元讀入錯誤 事件越過該字碼邊界而發生且該最顯著的位元bn是一錯誤 的” 1”位元。如這些位元中只有一個位元是1"位元，則 藉著變更該位元及該最不顯著的位元爲"0"以修正該字 碼。如這些位元中兩者皆爲” 1"位元，則只能變更一個位 元而不違背”k mod 3"限制。這是千眞萬確的，只要滿足一 指爲N kn θ大小"之附加的限制即可。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ---------1¾衣 — (請先閱讀背面之注意事項再本頁 丁 *-& 線 該1' kn 大小”限制要求有效字碼屬於像這樣的一套， 如k0 = 0，則kn mod 3! = 0。這是因爲如kO = 0，貝1J li於該 字碼之最顯'著的位元中，且如kn mod 3 = 0 (和kn>0 )，則 —二位元讀入錯誤可在一偵測字碼的該兩個最不顯著的位 元中發生，其將減少ln和該二位元讀入到k ( n-2間的距 離，其中k(n-2) mod 3 = 1。於解碼彳貞測字碼時，此將導致 不定性，茲以下面例證説明之。 考慮一套字碼，其中n=3 JL該字碼長爲14。於辨別有效 字碼 10000100001000 和 00000100001010 間，將存在一不定 性。藉著兩個最不顯著的位元中的一二位元讀入錯誤能變 更該第一個字碼而產生10000100001011，同時藉發生於越 過兩個邊界上之一二位元讀入錯誤能變更該第二個字碼而 產生10000100001011。如是，藉一最小距離錯誤事件（一二 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇X297公釐） 41838/ A7 B7 五、發明説明（26 經濟，邵中央標準局員工消费合作社印東 位兀碩入)能將兩個有效字碼變成相同的錯誤字碼，不然 其爲可侈正的。鑑於該字碼等級n適當地選出該字碼大小 以避免不足性是有可能的。因該字碼大小爲-1〇!的函數， 故此限制被声爲》kn〇大小"限制。 爲提供和一傳统格雷碼相同的效果，本發明更進一步的 编譯該下列的限制： 1. 相鄰的字碼間“個單—移位不同，其中η爲該字碼等 級’或以一轉變的三個單一移位不同；及 2. 當相鄰的字碼間以η個單一移位不同時，該所有的轉 變均爲類似轉變；及當相鄰的字碼間以—轉變的三個單一 移位不同時，則除了該移位的轉變，其餘所有的轉變均爲 相同轉變。 上述限制足以達到一傳統格雷碼之相同的效果，但並非 必要的，將説明於下。換句話説，可以有不同的限制卻提 供相同的效果；這樣的變更是在本發明的計畫的範園内。 爲説明上述的限制’考慮圖·7該表中最先的兩個字碼， 其以η個單一移位不同且其具有如上所定義之類似轉變。 該相對應的通量轉變爲： 字碼 通量 001010100000 +++-++______ 000101010000 ++++__++_____。 於一搜尋期間因交錯磁軌干擾所造成之最可能的錯誤爲 位元移位錯誤，也就是説，當通量轉變發生時偵測中的供 誤°如是，該最可能的偵測字碼爲： 請. 先 閱 讀 背^ 之- 注 意 事 項- 者 裝 .訂 )線 ,29. 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210X297公釐） 4 183d / 五、發明説明（27 ) A7 B7 經濟部中央標準扃員工消費合作社印製 字碼 通量 001010100000 Ηί--l·------ 000101010000 --1--]--h--H--f—---- 001001100000 +++--+------ 001001010000 ϋ+· ++冊鋒 000110100000 ++++++...... 000100110000 -J--1--1--\----+-----〇 需注意以一單一位元移位和一個或另一個有效相鄰字碼 不同之該錯誤字碼， 可藉上面所述本發明來修正一錯誤。 換句話説，該最可能的錯誤偵測字碼將適當地被解碼成一 個或另一個相鄰的有效字碼，藉以提供與一傳統格雷碼相 同之效果。 現在考慮圖7該表中的最後兩個字碼，其以一轉變的三 個單一移位而不同， 其中除了該移位的轉變外，其餘所有 的轉變均爲相同轉變 。該相對應的通量轉變爲： 字碼 通量 010100001000 ++--+++++---- 010101000000 Η—\-—— 〇 該最可能的偵測字碼爲： 字碼 13； ^ 通Τ 010100001000 H~~l·---!--1--1--1--" 010101000000 H--h- -Η~~h------- 010100100000 ++-+++...... 010100010000 ++-++++-----° -30- (請.先閱讀1面之注意事項 0本頁) .裝· *-& 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 4 1 838 7 五、發明説明（28 又，需注意 以 單一位元移位和一個或另一個有效相 鄭字碼不同之該錯誤字碼，可藉上面所述本發明來修正一 錯誤。換句話説，該最可能的錯誤偵測字碼將適當地被解 碼成一個或另一個相鄰的有效字碼，藉以提供與一傳統格 雷碼相同之效果。 從一相鄰的磁執位址而來之交錯磁軌干擾亦可能招致錯 誤，如果當該讀取磁頭在一搜尋動作的端點被拉進而使其 在該目·標磁軌的中心線的周園振盪時，或於讀寫操作期間 當追縱該中心線時之一外部的干擾時，均可能招致錯誤。 其可能造成如上所述之一位元移位錯誤事件，但其亦可能 造成一二位元讀入錯誤事件。例如，考慮一種狀況，其中 該讀取磁頭跟隨一磁軌位址爲010100001 〇〇〇之磁軌中心 線。從一磁軌位址爲010101000000的相鄰磁軌之交錯磁軌 干擾能造成一二位元讀入錯誤事件，其造成了 oioioomooo的一錯誤性偵測字碼。其由該通量轉變説明 之，其中該讀取磁頭偏離該中心線，然後返回： 字碼 通量 . 裝-- (請f閲讀背面之注意事項本頁) 、-a 線 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 010100001000 010101000000 010100111000 然而，如上所述 Ηh--H--1--1--1~~h----- Η------- ++--+++-+---- 一二位元讀入爲一可修正的錯誤事 件；本發明仍然保持了一傳統格雷碼之該良好的特性。 如是，藉安排該字碼使得相鄰的字碼間不同，且其不同 和該序列偵測器中的一可修正錯誤有關，本發明的該编碼 -31 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） 418387 經濟部中央標準局貝工消费合作社印31 A7 B7 五、發明説明（29 ) 架構提供了與一傳統格雷碼相同的良好效果。其又類似於 士排居字碼’使其和上述本發明之該漢明碼體系中的該漢 明距離有關。此外，熟知此技藝者將認可本發明可幻用至 其i的责料、偵測技藝上，如延伸部份回應（EpR)，決策回 饋平均（DFE)等，甚至尚未發展之未來資料的偵測技術， 只要是以此所敎之方式所開發的該距離特性均可。此外， 上述用以達成該期望的格雷碼特性之限制已足夠了，但可 能有其它的限制亦能提供該相同的效果。於其它可選擇的 a丑系中’可將本發明連同與—格.子碼限制相匹配之已知的 和未來的序列偵測器一起使用。 例如，該RLL d=l碼限制可被視爲一種型態的格子碼， 假如該序列偵測器與該限制相匹配。此說明於圖8中，其 顯示一傳統PR4讀取通道的狀態轉變圖，類似圖5A，除了 因d=l限制而刪除了該内部的分支（以點線表示）。也就是 説，因該d=l限制而防止連續的”丨"位元或轉變的發生，從 該狀態圖中刪除了該相對應的轉變。因某些錯誤被"編出 ’故其改善了该系統所有的編碼增益。例如，上述的_ 位元讀入錯誤由該序列偵測器"编出"，且因此於發展該錯 誤修正伺服碼中無需考慮該二位元讀入錯誤。因此，其可 能設計出一較有效率（較高的比率）的錯誤修正飼服碼。 同時，如剛剛所提及，與一格子碼限制（如圖8所示d=i ) 相匹配之一偵測器，其提供了高於—傳統序列偵測器（如 圖5 A)的額外錯疾修正增益。例如，—與—d=l限'相匹 之PR4序列偵測器’’修正”了所有的二位元讀入錯誤事件· ^32- 本·紙張尺度適别中國國家標準（CNS ) A4規袼（21〇X297公釐） (t先閱讀t·面之注意事項本肓 ----裝. 線 經濟部中央榡準局貝工消背合作社印掣 4 18387 at ---__ B7 五、發明説明（3〇 ) 且該伺服碼可修正一預定數量的額外錯誤事件，如上述之 該單一位元移位錯誤事件。 然而’於執行一與一格子碼限制相匹配之序列偵測器 時，其實質的缺點典型地包括減少生產率和增加複雜性。 例如，一根據圖5A操作的傳統PR4序列偵測器僅可被執行 成一對交錯場景閥序列偵測器，其中每一個交錯偵測器以 该波特率的一半操作。反之’—與一 d=1限制相匹配之pR4 序列偵測器，如圖8，其要求一較複雜，且必須以該波特 率操作的add-compare-select (ACS)型式之序列偵測器。因此 相對於複雜性和產量之增加的錯誤偏差間有一成敗參半的 機會；根據設計者的需求選出較合人意的體系。 一根據一格雷碼限制來操作之傳統伺服解碼器，其利用 對一的映射關係將偵測字碼映射至該相對應的二進位 磁轨位址。例’如圖3中代表該NRZ格雷位址的該偵測字 碼’ 一對一地映射至該相對應的NRZ二進位磁軌位址。對 照之下，利用一多對一的映射關係來達成本發明的該錯誤 修正容量。以一位元移位或一二位无讀入錯誤事件而與一 有效字碼不同之該所有的偵測字碼，均映射至該有效字 碼。 根據上述該例證的格子伺服編碼將二進位磁就位址至 NRZI磁軌位址的實際映射，説明於表2中。表2的最後兩 行包括了對應至第二行中該有效字碼中一位元移位或二位 元讀入錯誤事件之該偵測字碼。也就是説，圖2的該伺服 解碼器84，將第三行中該所有的偵測字碼映射至第二行中 -33 ™ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------^------^------線. f兔先閎讀t面之注意事項11{3^本頁) ' .
418387 第8710Π02號專利申請案 中文說明書修正頁(89年9月） 五、發明説明（31 ) 該相對應的有效字碼’以修正所有的位元移位和二位元讀 入錯誤事件。實際上，該偵測字碼映射至表2第—行中所 示該磁軌位址的該二進位代表。利用任何大家所熟知的技 藝如一查表或組合邏輯，可執行一用以映射該偵測字碼至 該相對應有效字碼的解碼器84。 類似於上述之該漢明碼體系，為了編碼用以代表4k〜32k 資料磁軌之該12〜15位元長的磁軌位址，可鏈結圖7所示之 該12-位元字碼資料段。為保持該傳統格雷碼的特性’一 次只能變更一個資料段。於執行圖7中該序列後，一較高 階的資料段即變更了，且圖7之該序列以逆向次序執行。 經由此處所揭示的體系，即可全盤了解本發明的目地。 熟知此技藝者將可察知’經由其它不同i不違背該基本功 能的體系下可以達到本發明的觀點^所揭示之該特別的體 系僅為闡釋用’並無意限制本發明的範圍，茲於以下的申 .請專利範園中適當地解說。 I J I - -1 - Λ- - 1 - * i ~-II I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) • 經濟部中央樣隼局貝工消费合作社印製 元件符號說明 2 使用者資料 4 資料產生器 6 R L L編碼器 8 二進位序列b ( η ) 9 窝入電路 1 〇預先編碼器 1 1外部區域 1 2預先編碼序列〜η) 1 3資料磁轨 14〜b (η)轉譯 1 5資料磁區 16符號a(n) 1 7伺服楔拄 1 8記錄通道 1 9信號 2 0類比過濾器 線 ·* 34 - 本紙張尺度適用til®家鮮（CNS ) M胁（21()：><297公慶） 418387 第87101202號專利申請案 中文說明書修正頁(89年9月） Α7 \ 城 Β7 \ ί:°。.· L \ _______ 經濟部4*央橾準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（3h) 2 1線路 22可變增益放大器 23線路 24取樣裝置 25取樣值 2 6離散時間均值過濾器 27 内部區域 28時序固復 30通道資料率信號（CDR) 32平均取樣值 3 3估計一進位序列Λ b ( η ) 3 4離散時間序列偵測器 36 RLL解碼器 3 7估計使用者資料 .5 0決策增益控制 52頻率合成器 54波特率寫入計時器 5 8讀取信號 6 2類比讀取信號 6 4線路 6 6資料同步偵測器 68前同步訊號欄 7 0同步欄 71伺服資料 7 2使用者資料 7 3磁軌位址 75伺服資料組 7 7多餘位元組 8 0離散時間脈波偵測器 82多工器 8 4伺服解碼器 8 6估計伺服資科 9 0狀態 -34a - 队紙張尺度適用中國國家榡準（CNS > A4規格（2丨0X297公釐 ---------C3装------訂-------報 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本耳〕 4 i 0 J Ο ί418387 A7 B7 五、發明説明（32 表2 經濟部中央標事局貝工消费合作社印繁 BINARY NRSI ADDRSSS m.Zl. DETECTED CODEWORDS 0000 001010100000 、 001010100000 or 010010100000 or 001011000000 or 001100100000 or 000110X00000 or 001010010000. or 001001100000 or 111010100000 or OOlOlOlllOOO or 001010101100 or OOlOlOlOOllO or 001010100011 or 101010100001 or 001010100001 or 101010100000 0001 000101010000 000101010000 or 001001010000 or 000101100000 or OOOOllOlOOOO or 000101001000 or 000100110000 or 110101010000 or omoioioooo or 00010100,1100 or 0001,01010110 or 000101010011 or 100101010001 or 000101010001 or ιοΰιοιοιοοοο or 000110010000 0010 000010101000 000010101000 or 000100101000 or 000010110000 or ; 000011001000 or 000001101000 or 000010100100 or 000010011000 or 110010X01000 or 011010101000 or 001X1010X000 or 000010101110 or 000010101011 or 100010101001 or 000010101001 or 100010101000 0011 000001010100 000001010100 or 000010010100 or 000001011000 or 000001100100 or 001101010100 or: 000111010100 or 110001010100 or 011001010100 or 000001010111 or 100001010X01 or 100001010100 or 000001010101 or 000000110100 or 000001001100 or 000001010010 0100 001000010100 001000010100 or 000100010100 or 001011010100 or 001110010100 or 001000100100 or 111000010100 or 001001110100 or 001000010111 or 101000010101 or 101000010100 or 001000010101 or 010000010100 or 001000001100 or 001000011000 or 010000010010 0101 ' 001010000100 00101Ό000100 or 00100100Q100- or 001010110100 or 001011100100 or OCJOllOOOOlOO or 001010000010 or 111010000100 or 0010100X1100 or 001010000111 or iOlOlOOOOlOi or 1010i0000100 or 001010000101 or Q10010000100 or 001100000100 or 001010001000 0110 000101000010 000101000010 or 001001000010.or 000101000100 or 000110000010 or 000100100010 or 000101011010 or 000101110010 or 110101000010 or 011101000010 or 000101001110 or 100101000011 or 100101000010 or 000101000011 or 000011000010 or 000101000001 0111 000100001010 000100001010 or 000100010010 ΟΓ 000101101010 or 001000001010 or 110100001010 or 011100001010 or 000111001010 or 0001001110X0 or 100X00001011 or 100100001010 or 000100001011 or 000010001010 or 000100000110 or QO.OlOOOOllOO or 000100001001 -35- 紙張尺度適用中國国家標準（CNS ) Μ規格（2〗0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項本頁) 裝 線 4 8 3 8
7 7 A B 五 '發明説明（33 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社中掣 binary NR2I ADDRESS ΝΚΖΪ DHTECTHD CODEWORDS 1000 10000000IC10 100000001010 cr 010000001010 or 10II00001G10 or 100000010010 or 100001101010 or 111000001010 or 100110001010 or iOOOliOCXOlO or XOOOOOIllOiO or lOOOOOGOXOll or 000000001011 or 000000001010 or 100000000110 or 100000001100 or XOOOOOOOiOOl 1001 100001000010 100001000010 or iOOOOCXOOOlO or 100001011010 or 1000011 工οοισ' οΓ loooioooocio or ιοιιιοιοοοοιο or 100111000010 or IIZOOIOOCOIO or 100001001110 or 100001000011 or 000001000011 or 000001000010 or 010001000010 or 100001000100 or 100001000001 1010 X01000000010 101000000010 or 100100000010 or 101011000010 or 10UI0000010 oz* 101000000100 or 101000011010 or 101000001110 or 101001100010 or 101000110010 or 101000000011 or 001000000011 or 001000000010 or 011000000010 or 110000000010 or 101000000001 1011 X01000010000 101000010000 or 101000001000 or iOlOOOOlOHO or iOiOOOOlllOO or 100100010000 Or 10XO1101G000 or 101110010000 or 1C100U10000 Cr 101000010011 or 101000010001 or 001000010001 or 001000010000 or 011000010000 or 110000010000 Or 101000100000 _ V «J 100001010000 100001010000 or lOOOlOOlCOCO cr 101101010000 or 100111010000 or 01000101000C Or 100001001000 or 100000110000 or 111001010000 Or 100001011100 or looooioaono or ιοοοοιοχοοιί 〇r looooioioooi or OOOOOIOIOOOX or OOOOCIOIOOOO or 100001100000 010000X01000 010000101000 cr 1007-00101000 or oiooooiioooo 〇r OIOOOIOOTOCO cr 01,:::.01000 or 010011101000 or 011100101000 cr 01* ；：lli0 or 010000101011 or -10000IC1001 cr '1 ΊΟΟΙ cr 110000101000 or C010CC1CIC0C cr^·：-. . ：!000 or 010000100100 1110 010100001000 OXOIOOOOIOOC cr OlOClOOOiOOO or 010101101000 or OIOIUOOICOO or C101000100CO or 010100111000 or OIOICOOC-IIIO or 010I000010J.1 Or 110100001001 or 01010CCG10CI or 110100001000 Or 100100001000 or 001100001'CC cr CZ^OOOOCIOOO Or OlOlOOOOOlOO 11U 010101000000 〇101C1C：：：〇J or C10101011000 or 010100100000 or OOilOlCOOCCO cr 010011000000 or 0102.013.10000 or OIOIOICOIIOO -：r OlOiOlOOOliO or 010101000011 or ιιοι·〇:αοο·：[ι?：' oioioiooocoi 〇r noioxoooooo 〇r 10C1：-10C-：：：'V OUOOIOCOCOO or oioiiooooooo -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 21〇Χ297公釐} ---------裝'--Ϊ. (諳先閏讀背面之注意事項本頁) 訂

Claims (1)

  1. ΖΠΒ381 A8 BS cs D8 申請專利範圍
    經濟部中央標準局員工消費合作社印製 L碼—⑽於—碟片料媒“錯誤修正伺服 :、：資：解碼器，孩碟片儲存媒體被分割成多個同中 二=軌:且包括用以於該磲片儲存媒體上定位 項取磁頭i嵌入伺服磁區，該解碼器包括： 0) 一輸入，以接收代砉兮今杜h nn 代衣4记綠伺服碼之偵測字碼； 及 (b)—用以映射該偵測字碼至. ’主"己綠於孩伺服楔柱中代 表磁軌位址的解碼字碼之映射器，其中. ⑴至少有兩個偵測字碼映射至一解碼字碼；及 ⑻當該讀取磁頭在尋找—選出的磁軌時，相鄰 軌間的侦測字碼映射至代表該相鄰磁軌中的 個磁執的一解碼字碼。 2.如申請專利範圍第1項之伺服解碼器，其中. (a) 藉變更該儲存媒體的一表面特性以記錄一伺服 碼於每一個磁軌上；及 (b) 記錄於相鄰磁軌間的伺服字碼以多於—個表面 更而不同。 3‘如申請專利範圍第2項之伺服解碼器，其中記綠於 鄰磁軌間的伺服字碼以一預定數量的表面變更而 同。 4·如申請專利範圍第2項之伺服解碼器，其中： (a) 該儲存媒體爲一磁性碟片；及 (b) 該表面變更爲一磁性轉變。 5.如申請專利範圍第1項之伺服解碼器，其中： -37- 磁 ---------裝-- {請先閱讀背面之注意事項@寫本頁} -訂 —線 本紙張適用中國國家標芈（CNS ) A4规格（2丨0X297公疫） A8 Βδ C8 D8 4 \838T 夂、申請專利範圍 (a) 該伺服碼爲一於每一個解碼字碼間具有一最小距 離N之錯誤修正碼，其中N爲一大於1之整數； (b) 該映射器映射一預定數量的偵測字碼至一預定的 解碼字碼，其中： (i) 該預疋數量的偵測字碼包括距該預定解碼字碼 等於或小於int((N+l)/2的距離；及 (ii) int(x)代表x的整數部份；及 (c) 代表相鄰磁軌位址間的字碼以相等於N的位元數 而不同 0 6，如申請專利範園第5項之伺服解碼器，其中該映射修 正一偵測字碼中int((N-l)/2)個位元錯誤。 7. 如申請專利範圍第5項之伺服解碼器，其中該錯誤修 正碼爲一比率爲4/7且N=3之漢明碼。 8. 如申請專利範圍第1項之伺服解碼器，更包括一用以 調整一序列資料取樣爲該偵測字碼之格子偵測器，其 中： (a) 該格子偵測器至少包括一最小距離錯誤事件；及 (b) 該伺服碼至少修正該格子偵測器的一最小距離錯 誤事件。 9，如申請專利範園第8項之伺服解碼器，其中： (a) 以一連値長度限制d=l的限制記錄該伺服碼；及 (b) 該格子偵測器爲一 PR4偵測器。 10.如申請專利範園第8項之伺服解碼器，其中該伺服碼 修正一位元移位之最小距離錯誤事件。 -38- 本纸張A度適用中國國家標準（CNS ) A4» ( 210X297公釐 ---------t.—_-----ίτ------ M J (也先閲讀」背面41-注意事^*\{3^本1) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Τ 8 3 8 1* it ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 11. 如申請專利範圍第8項之伺服解碼器，其中該飼服碼 修正一二位元讀入最小距離錯誤事件。 12. 如申請專利範圍第8項之伺服解碼器，其中該伺服碼 包括一編碼限制，其迫使每一個解碼字碼中之每—對 連續的”1"位元間均包括k個，，〇"位元，其中k取模函數 3 = 1 ° 13. 如申請專利範圍第8項之伺服解碼器，其中： (a) 以一連値長度限制d=l的限制記綠該伺服碼；及 (b) 該格子偵測器與該限制相匹配。 K如申請專利範園第u項之伺服解碼器，其中該格子偵 測器爲一PR4偵測器。 15. 如申請專利範圍第8項之伺服解碼器，其中於該伺服 楔柱中安排該磁軌位址，使得相鄰磁軌位址間的不同 和該最小距離錯誤事件有關。 16. —種供解碼一記錄於一碟片儲存媒體之錯誤修正伺服 碼之伺服解碼器，該碟片儲存媒體被分割成多個同中 心的資料磁軌，該伺服碼用以於該碟片儲存媒體上定 位一讀取磁頭，該解碼器包括： (a) 輸入以接收代表該冗綠伺服碼之偵測字碼； 及 (b) 一用以映射該偵測字碼至解碼字碼之映射器，其 中： 請* 先 鬩 背， 注 意 事 項· 養 裝 訂 )線 39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格兹~
    A8 BS CS D8 17 申讀專利範圍 (1) *該讀取磁頭在尋找一選出的磁軌時，相鄭磁 軌間的侦測字碼映射至代表該相鄰磁軌中的一 個磁軌的一解碼字碼；及 (W於一讀取操作期間，當該讀取磁頭正在追蹤一 選出之磁執的資料時，偵測字碼映射至解碼字 碼以修正一偵測字碼中一預定數量的錯誤。 申叫專利範圍第16項之词服解碼器，更包括—格子 偵測器，其中： U)該格子偵測器至少包括—最小距離錯誤事件；及 (b)該伺服碼至少修正該格子偵測器的一最小距離錯 誤事件。 種供解碼一記錄於一碟片、儲存媒體之錯誤修正伺 螞之伺服解碼器’該碟片儲4存媒體被分割成多個同 、的資料磁軌，該伺服碼用以於該碟片儲存媒體上 位一讀取磁頭，該解碼器包括： (a)—輸入，以接收代表該記綠伺服碼之偵測字碼 及 . 一用以映射該偵測字碼至記錄於該伺服楔柱中 表磁軌位址的解碼字碼之映射器，、 丹〒於該伺 模柱中安排該磁軌位址，使得相鄰磁執位址間 不同和該解碼字碼的一距離特性有關。 请.丨 聞， 讀 背： ιέ 之' 注 意 事 項* 旁 裝 服 中 定 訂 )線 翅濟部中央標準局員工消費合作社印製 代 的 -40·
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