實現糾錯的增強型數據格式與機器操作的製作方法

2023-10-09 00:05:04 2

專利名稱：實現糾錯的增強型數據格式與機器操作的製作方法
技術領域：
本發明涉及磁性類或光學類等記錄與讀回系統，更具體地說，涉及利用單一記錄格式進行錯誤控制，並在讀回時能實現增強的錯誤檢測與校正。
記錄在承載記錄介質上的數據信號的完整性是極其重要的。因為大多數記錄介質易於出現缺陷，由此在記錄與讀回過程中造成錯誤，所以多年來一直採用錯誤檢測與校正系統來維持讀回數據的正確性。這種讀回過程中包含了重新同步操作，它使得與來自記錄介質的數據信號同步的讀回鍾(readbackclock)能夠重新置位於基準時控位置(refereneedtimedPosition)，從而能可靠地識別出數據字節邊界和字邊界。以往的實踐一直是把錯誤檢測與校正系統局限於記錄在記錄介質上的這類重新同步信號之間所記錄的數據信號。根據本發明，這個限制被去掉了，同時仍保持可靠的信號再生能力，包括對從易產生錯誤的記錄介質上檢測或讀出的信號利用擴大的多種錯誤校正功能。
Devore等人在美國專利(USp)3，821，703號中提供了一種多軌磁帶記錄器，它裡面的重新同步信號被插在記錄於磁帶上的一個數據信號塊內的數據信號之間。在Devore等人的系統中，錯誤校正出現在總是處於相鄰重新同步信號之間的若干數據信號小組內;也就是說，在兩個相鄰重新同步信號之間，那裡有多個錯誤檢測與校正信號組，每一組有它自己單獨的錯誤冗餘信號供糾錯之用。在每個數據塊的一個縱向末端，附加一個循環冗餘校檢(CRC)冗餘信號，它具有的產生多項式與各小組使用的糾錯系統不同，用於檢測在各小組中沒有校正的或誤校正的錯誤。但沒有提供糾錯能力。在Irwin的專利RE28265中示出了Devore等人的系統的時鐘控制的重新同步與重新定幀(reframing)。Devore等人在專利4，081，844中給出，在一個多軌磁帶記錄器中的前信號(preamble)或後信號(postamble)中利用了三個定幀信號或標識信號。應該指出，Devore等人使用的並表示在專利3，821，703號中的重新同步信號包括一個標識信號，用以指出在重新同步信號的每個末端的數據開始點。
Molstad等人在美國專利4，791，643號中給出一種單軌磁帶記錄器，其中的糾錯代碼冗餘是以記錄在磁帶上的數據信號來編碼的遊程受限(RLL)碼。這種RLL編碼也被用於Devore等人的專利′703號中。這種RLL編碼產生一個約束記錄調製(constrainedrecordingmodulation)，它有助於使高密度記錄的讀回具有比不用這種約束記錄調製代碼時要高的可靠性。
光學存儲碟片經常是硬分區的。這種硬分區由一段同步信號和一個數據標誌信號構成，它們被壓刻到記錄碟片的表面上。對於按環形排布的分區信號之間的空間進行訪問是藉助刻在各分區信號中的地址來實現的。錯誤檢驗和校正局限於被完全存放在這種環形相鄰分區信號之間的信號及冗餘碼。
本發明的目的是，通過在錯誤校正區段內插入重新同步信號來增強可靠地恢復所記錄數據的能力。
本發明的另一個目的是提供增強的記錄器操作，藉以使錯誤校正能穿過多個重新同步信號。
根據本發明，傳感器裝置被置於與記錄介質成工作關係，以此來傳送信號。數據處理單元把數據按非記錄格式溝通，同時該單元在工作時與ECC裝置(誤差檢驗與校正裝置)相連，以此傳送信號，於是，ECC裝置能對帶有記錄到記錄介質上的或從記錄介質上讀回的數據信號進行錯誤檢測與校正信號的處理，從而實現錯誤檢測與校正。間隔裝置(interleavingmeans)在運行上與ECC裝置相連，從而實現按組傳送信號，每組信號包含預定數目的數據信號和預定數目的錯誤冗餘信號。各組信號在邏輯上和錯誤校正上都是獨立的。錯誤指示裝置在工作上與間隔裝置相連，從而在傳送信號時包含有多個信號組，它們被間隔開記錄在記錄介質上。在置於兩個或多個相鄰重新同步信號之間的每一個信號分段之內來處理錯誤指示信號。對信號組的每一分段有一個錯誤指示信號，它相應於由單個錯誤的生成冗餘伴隨式(syndrome)信號可校正的一分段。重新同步信號被置於各記錄數據信號與錯誤冗餘信號組之間，放在這種錯誤校正伴隨式信號或數據信號分段組的邊界上。與每個分段記錄在一起的錯誤指示信號最好是具有給定的生成多項式的循環冗餘校驗(CRC)碼。錯誤校正裝置具有的生成多項式與CRC或Ep(錯誤指示器)的生成多項式不同。
對正在讀回的記錄信號檢測出其時鐘同步失效造成的差錯，並根據對這種錯誤的檢測情況啟動重新同步以恢復時鐘，由此產生出錯誤指示。重新同步信號的間隔距離大於會在記錄信號中造成延續錯誤段所預期的介質中最大失效長度。本發明的另一方面是，只有當數據的時鐘同步出錯時才產生重新同步動作。通過選擇遊程受限代碼而增強了記錄器的操作，它排除全1數據同步組字符以及全零字符，從而使全1和全零字節處在用於代表信息的有限符號集之外。
根據下面對附圖所示最佳實施方案的更具體的描述，將清楚地看出本發明的上述目的及其他目的、特點和優越性。
圖件描述

圖1中以圖表顯示出一條單軌磁帶，帶有根據本發明所記錄的數據信號。
圖2是電路的簡化邏輯圖，該電路用於讀出圖1所示磁帶上的信號，並對這種讀回信號實現本發明的效能。
圖3簡化地說明圖2中的重新同步邏輯部分。
圖4簡化地說明圖3中用於檢測時鐘同步丟失的錯誤檢測電路。
圖5簡化說明圖3中所用的組(burst)檢測器。
圖6以圖表說明圖1所用的符號檢測器，該符號檢測器用於指出在一個重新同步組縱向末端的數據開始點或一個終止同步組的內部末端的開始點。
圖7是選擇邏輯的簡化邏輯方框圖，該選擇邏輯是圖6所示選擇邏輯的一部分，用於選出指示數據用的標誌信號。
圖8中的圖表顯示出圖1所示磁帶上記錄的數據，用一套分隔開的多個數據信號組，每個信號組分別進行錯誤校正，還放置了重新同步信號，以便實現本發明。
圖9是一個記錄器的簡化邏輯框圖，其中採用本發明的實施方案具有其優越性。
圖10、11和12是顯示出本發明的操作過程的簡化的機器操作流程圖。
圖13中給出使用本發明的一種光碟。
現在來更具體地參閱附圖，在各圖中相同的數碼表示結構特徵相同的部件。圖1中所示磁帶10的一部分，表示出記錄在磁帶10的單軌上數據信號塊的格式。在所示記錄塊(這裡也把它稱作區段(sector))的縱向左端，有一個「前信號」，或者稱作組外信號(outerburst)OB11。典型情況是OB11為全1結構，用於同步公知的讀回數據塊32(圖2)。數據起始標誌MKS(標誌數據起始)信號包含一個長的波形長度(全零)，用以指出在相鄰數據段(portion)裡第一個數據信號的階段和位置。記錄在段13中的數據信號最好是遊程受限碼，這一點在下文中會看得更清楚。圖中所示記錄塊包含多個數據段13，每個段存儲固定數目的數據信號，這一點也將會看得清楚。下面要描述的控制段把各數據段分開，以提高記錄系統的可靠性。緊鄰第一個數據段13的是一個內部重定結構信號組14，也稱作RS。它的模式是100010001，其中1代表信號轉換(fransition)，零代表沒有信號轉換的轉換位置。RS模式用於所有的控制段中，用以指示數據轉換的階段以及它們的各自位置。下文中將描述所有的控制模式。
在個別情況下MKS沒有被檢測到，從而沒有指出數據的起始，因此在數據塊中加入了第二個數據起始模式MKS2，記作MKS215。在MKS12和MKS215之間有兩個數據段13和一個重定結構段，但對這種排布並沒有什麼限制。MKS12和MKS215都是包含RS模式的唯一信號模式。數據用d，k編碼來表示，這種編碼具有有限個數的合法(或稱有數)信號模式，用以代表數據，這一點是眾所周知的。RS模式100010001不是代表數據的模式。在構成唯一的控制段模式時，建立了如下字節模式，供控制段中使用，每個字節模式有一個標號以便於參考。
標號模式RS100010001R1010001000R2101000100R3000101010R4101000101R5000100010R6001000101R7010101000在上表中，請注意模式R1與R5、模式R2與R6、以及模式R3與R7是分別對稱的。這種對稱性的用途是使之能夠沿任一個掃描方向來讀取數據塊，即從左向右或從右向左都可以。模式RS和R4是自對稱的。模式R4指示出指向數據塊中央的方向，而模式RS指示出數據塊的起始，這一點在下文中會清楚說明。數據開始標誌MKS有4位元組R1R2RSR3，而第二個(或者說是備份的)數據開始標誌有4位元組R7RSR1R4。R1指明這兩個模式都處在數據塊的起始(沿著所謂磁帶相對於傳感器運動的前進方向)，R4指明向著數據塊中央的該模式末端，而R7指明它不是第一個控制模式。下面要描述的控制段以不同的組合方式來使用這些控制字節。除了所示的模式外，還可以選擇其他未使用過的模式。
跟隨在MKS215之後是3個數據段13，由2個重定結構段14(每個重定結構段有一個單字節RS)分開。下一個主要控制段是IB16，它由一串2進位1(信號轉換)用一對RS字節括起來構成「RS111111…1111RS」模式。這個模式是對稱的，以兩個RS字節分別指出沿磁帶向前運動方向和相反運動方向的數據到達位置，從而使之能夠沿兩個讀出方向中的任何一個對數據時鐘重新同步。在每個數據塊中提供了多個控制段IB16，而各個控制段由一系列數據段13和重定結構段14彼此分開(如圖所示)。在MKS12與第一個IB16之間的數據段數目、各IB16之間的數據段數目以及最後一個IB16與下文將描述的控制段MKE之間的數據段數目都是相同的，而且數據段數目最好是固定的。數據塊末端的標誌是控制段MKE21後接OB11，OB11是一串2進位1信號，使得反方向讀取(如圖1所示的從右向左)時能進行數據時鐘同步。MKE有字節R7RSR6R5，與MKS對稱。所以，沿兩個讀取方向中的任何一個，其初始模式是完全相同的。控制段MKE220被放在從控制段MKE21向著數據塊中央跳過2個數據段13的位置上，這兩個數據段13又被一個重定結構段14分開。當沿反方向讀取而又沒有檢測到MKE21時，MKE2便成為備份的數據初始模式。MKE2模式R4R5RSR3與MKS2模式對稱。
由上述可以看出，如果4個模式MKS、MKS2、MKE和MKE2當中有一個而且只要有一個是可讀出的，就可以啟動讀取數據。下面要描述的錯誤檢測與校正能夠在MKS不能讀出(而且MKE和MKE2也不能讀出時)時恢復位於MKS和MKS2之間的數據，而當除了不能讀出MKS和MKS2外還不能讀出MKE時仍能讀出MKE和MKE2之間的數據。
圖2以簡化形式顯示出記錄器的一部分，其中的數據讀回控制增強了錯誤檢測與校正以及可靠的讀回，它使用了描述過的內部控制段RS14和IB16。一個傳感器30處在相對於磁帶10上的記錄道進行操作的位置上。通過一組公知設計的讀出電路31提供位(bit)指示信號，從而提供出能代表由傳感器30感知的信號的一組數位訊號。一個數據檢測器和時鐘32(這裡稱作數據時鐘)接受這組數位化信號並檢測出這組數位化信號中包含的數據，再通過信號線34將數據信號提供給移位寄存器33。在數據時鐘32中的計時電路受控於讀回信號而產生一個計時信號，它稱作一個時號(clock)。這個時號通過線路35提供給移位寄存器33及其他電路(如圖所示)，以使其相對於線34上的數據信號同步地操作。移位寄存器33有足夠的位置，以存儲完整的控制段MKE、MKE2、MKS、MKS2或IB。移位寄存器33是一個末端開放的寄存器，其信號從移位寄存器末端移出經由線39送到數據解碼器42。
電纜或稱總線(bus)38從移位寄存器33延伸到符號檢測器40(在圖6中也描述了它)。符號檢測器40檢測控制段模式。線41載有來自檢測器40的信號，告知已經檢測到一個預期的控制段模式，並且下一個來到的數據信號正在到達，該數據信號作為一個RLL代碼組，將由解碼器42解碼並存儲在緩存器43中的預先確定的存儲位置上。RLL解碼器42及信號緩存器和記錄器的操作是眾所周知的，因此不再描述。此外，一個電纜(或稱總線)45從電纜38延伸，把預定的信號(下文中將會明確)送到重新同步邏輯電路46，該邏輯電路分析時鐘32對所讀數據的同步狀況，並響應控制段IB來重建同步。從重新同步邏輯46延伸的饋線47攜帶的信號指出已檢測到一個控制段，並把即將發生一個時鐘同步通知給回放系統的其他電路部分。正如下文要說明的，只有當數據時鐘32已經失掉了與所讀數據的同步時才發生時鐘同步。這個信號送到ECC電路44以及其他電路部分，包括解碼器42。饋線48也從重新同步邏輯46處延伸，攜帶段尾(end-of-burst)信號送到ECC電路44，它在時間上與例如饋線41上的信號相吻合。饋線48的信號也送到緩存器43以保證正確的尋址，還送到解碼器42以提供對RLL組解碼的定時控制。饋線49也從重新同步邏輯46延伸，攜帶一個頻率錯誤指示信號，指出數據時鐘32不再與讀回信號同相位(或者說不再頻率同步)。饋線49的信號使數據時鐘32不再檢測任何額外的數據信號，因此沒有數據信號經過饋線34提供給移位寄存器33，也不提供給解碼器42。數據時鐘32繼續通過饋線35發出時鐘信號以維持電路操作直至重新建立起對數據的同步為止。這一動作的效果是停止追蹤磁帶10上的數據磁軌，就是說，停止追蹤意味著由於時鐘錯誤狀態不從檢測器提供任何數據信號。時鐘重新同步是大家都知道的。來自讀出電路31的信號不僅送到數據時鐘32，還經由饋線50送到重新同步邏輯46，下文中將結合圖3來描述。此外，一個晶體控制的振蕩器51，以比在磁帶10上記錄信號所用的數據頻率高得多的頻率工作。這個高頻信號通過饋線52對重新同步46的操作定時，這一點下文中將說明白。饋線53從解碼器42延伸到ECC44，用以提供一個錯誤指示信號，指明一個被解碼的RLL組違反了限定符號組因而是錯誤的。這個信號是一個錯誤指示，能被ECC44用於改正錯誤，這一點是大家已知的。
在圖3中可以最清楚地看到移位寄存器33的操作和結構。移位寄存器33有4個單字節段55-58，它們串行接收來自饋線34的讀回信號並與饋線35的時鐘信號同步地把同一信號通過該移位寄存器移位，作為一個末端開放的移位寄存器，也就是說，數據信號離開單字節段58然後送入饋線39。當移位寄存器33被信號充滿時，不管是重新同步組，還是控制符號，或是屬於代表數據的有限RLL信號集範圍內的符號，第一個接收的字節位於段58，第二個接收的字節位於段57，第三個接收的字節位於段56，第四個也是最後一個接收的字節位於段55。對電路的計時使它能夠藉助上面講到的重新同步信號的數據標誌段和末端同步信號段來識別出字節邊界。當要建立數據時鐘同步時，那麼下文要描述的電路便響應移位寄存器33中的全部或選出的信號從而指出控制段。典型情況是，數據標誌信號有一個相對而言比較長的波長，也就是由許多相繼的零組成，如在RS中的情況。
邏輯46(圖3)包含一個遊程符號解碼器61，它經過總線45接收所有來自段58的第一字節信號，以檢測代表數據的有限符號集中的各符號的非法組合。在實際應用中，解碼器61可以是圖2中的解碼器42。當檢測到一個RLL符號錯誤時，便通過饋線63向錯誤檢測電路70(下面將參考圖4詳細說明)提供一個錯誤指示信號。此外，總線62攜帶位平行(bit-Parallel)符號信號供錯誤檢測電路70使用，這一點以後將會更明白。IB段信號的末端由段檢測器80經饋線82送到狀態控制器71，再到圖2中的饋線48。
這個標誌信號相應於Bailey在美國專利3，461，526號中所給出的標誌信號。由檢測器66檢測的這個標誌的模式不是約束符號集中任何被約束符號的成員，因而當數據被處理時絕不會經由饋線67送出一個信號。
數據塊32與讀回信號之間的相位同步是否失掉是由錯誤檢測電路70來檢測的。對每個數據段13都進行這種檢測;失掉相位同步會給那個數據段造成一個錯誤指示。當檢測到這種失步時，所有後續數據段13直至下一個IB16都被指定為出錯，於是數據時鐘32被阻止向移位寄存器33提供數據信號，也就是說，該磁軌被中止跟蹤，直到遇到下一個IB16，在那裡重建了同步，正如大家都知道的那樣。在各附圖中所示電路的操作都是由狀態控制71來控制的。這個控制器包括狀態控制70，它接收來自各個電路的控制信號。狀態控制70相當於眾所周知的磁帶或光記錄器系統中看到的那些控制電路。這裡所顯示出來的是實際應用本發明時所做的改變。在這方面，狀態控制70的操作示於圖10-12。
由錯誤檢測電路70檢測出來的時鐘32相對於讀回信號的相位失步是由一個相位錯誤檢測信號來指示的，這個信號經由饋線72送到狀態控制71。由狀態控制71對錯誤檢測電路70的控制包括由饋線73傳送寄存器時鐘計時信號，由饋線74從狀態控制電路71向錯誤檢測電路70傳送計數器時鐘信號，由饋線75傳送一個復位信號使錯誤檢測電路70復位。狀態控制電路71包含有對記錄器中全部電路操作的計時控制，這一類控制在技術上是人所共知的。再有，狀態控制電路71記憶有關下列情況的任何指示數據是否被檢測到，磁軌是否被中止跟蹤，是否遇到了重新同步，數據是在被記錄還是在被讀回，等等。狀態控制71還預告由讀出頭30進行的控制段掃描。這一動作是用已知技術來達到的，特別是在磁記錄器和光碟記錄器中都可發現這一技術。由于格式是已知的，包括已知每個格式段中位的位置的數目，因此，由一信號塊起始的字節位移，表示被讀信號的有效位數。也就是說，由一個信號塊起始算起的字節位移能預測出讀出頭將要遇到什麼信號。由於介質傳動會在速度等方面有變化，故這種預測是不精確的。因此，狀態控制電路71產生一個時隙形式的「窗口」，將在這個「窗口」中尋找控制段。這個字節位移還能預測下一次將遇到哪一個控制段。例如，MKS12是首先遇到的，因而是第一個要檢驗的控制段，第二個遇到的控制段是首次出現的重定結構標誌RS14，而它將在首次出現的數據段13之後已知長度處及時出現，如此等等。這種字節位移在盤記錄器中經常是由轉動位移量來產生和標識;而在使用柔性介質的磁帶記錄器中，這種介質位移不夠可靠，因此對數據時鐘31(圖2)的位指示脈衝計數作為字節位移的度量。由於這些技術是大家很熟悉的，故此地不再進一步討論。
讀電路31對輸出信號數位化，經饋線50提供給段檢測器80(下面將在圖5中給出結節)，它經過饋線82向狀態控制71提供段檢測信號，用以指出已經檢測到一個全1段。只要測量由讀電路31接收的相繼信號轉變之間經過的時間，然後再對這些收到的信號計數，便可以檢測到這類全1段。當狀態控制電路71通過饋線72收到出錯信號時，便經由饋線49提供一個頻率鎖住錯誤信號，用以止住數據時鐘32以便中止跟蹤讀回操作。
下面參考圖4來描述錯誤檢測電路70，說明如何檢測數據時鐘32與讀回信號之間的時鐘相位與頻率的錯誤。這個電路通過使用CRC錯誤檢測算法來檢測一個數據分段(Segment)中的錯誤狀況(每個數據段(Portion)13中有兩個數據分段(Segment))，從而檢測出失掉同步錯誤。暫時參考圖8，數據分段分別由符號DATAO至ECCF代表，它們分別帶有錯誤檢測冗餘碼，用符號EpO至EpF命名。下面對圖4所做的描述涉及對一個數據分段及其伴隨的錯誤檢測冗餘碼的讀回信號所做的處理。當預先規定數目的數據分段處於出錯狀態時，便停止數據檢測(磁軌被停止追蹤)，直到數據時鐘32在一個控制段IB16處能夠與讀回信號重新同步為止。來自解碼器61的一個字節數據(9個2進位位)通過總線62送到反饋移位寄存器86。反饋移位寄存器是根據Reed-Solomon錯誤檢測算法(眾所周知，該算法使用一大批產生多項式中的任何一個)所涉及的原則最佳構成的。反饋移位寄存器86的構成使得下文要描述的一個數據分段(與伴隨式有關係的)是可作錯誤檢測的;也就是說，在一個已構成的實施例中，32位元組數據被傳送到反饋移位寄存器86，後面跟隨錯誤指示冗餘碼，例如循環冗餘校驗(CRC)，在沒有錯誤時，它使反饋移位寄存器86的計數等於零，也就是所計算出的伴隨式(Syndrome)為零。反饋移位寄存器經總線87把它的9位計算出的伴隨式之值送到邏輯或(OR)電路88。如果在數據和錯誤指示冗餘分段的末端，總線87上的信號全為零(伴隨式＝0)，那麼或電路88的輸出為邏輯零。當所計算的伴隨式為零，則不提供任何啟動信號;任何非零伴隨式值都會向饋線91提供一個啟動信號。經過饋線63還從解碼器61接收到第二個誤差指示信號;就是說，如果解碼器61發現一個RLL符號不在所定義的有限記錄數據符號集之內，那個符號便是錯誤的。饋線63上的這個錯誤信號把鎖存器置於「Q」狀態，或者說有效(active)狀態。來自狀態控制電路71的饋線73定時信號被送入鎖存器85的計時輸入端，使饋線63上的信號能被鎖存。當處於饋線74上的時鐘時刻時，如果該信號是有效的，那麼鎖存器85經饋線90向邏輯或(OR)電路89輸出一個有效信號。另一方面，如果沒有發現RLL符號違例，則不置鎖存器，於是在饋線90上維持一個無效(inactive)信號。不管哪種情況，邏輯或(OR)電路89都要向可逆計數器95傳送一個有效RLL錯誤指示信號或者饋線91上的錯誤指示信號。每當饋線92的信號為有效信號時，饋線74上的計數器時鐘信號便對可逆計數器的操作計時，從而使它的內部計數增1。每當饋線92上的信號為無效信號時，計數器95的數值內容便減掉單位1，但到零為止。換句話說，可逆計數器95的內容或者為零或者為正值，以指示當前誤回操作的錯誤狀態。計數器95的模(modulus)最好是一個合理大的數，例如16。可逆計數器的數值內容經總線96送到數字比較器97。當可逆計數器95的數值內容超過了由總線98提供的一個數值門限時，便表明其錯誤狀況是提供給傳感器30的數據不再被可靠地檢測，因此該磁軌應被中止跟蹤，這一切由經過饋線72傳送到狀態控制電路71的有效信號指示出來。狀態控制電路71經由饋線49傳送那個中止跟蹤信號來停止數據時鐘32的數據檢測操作。在完成了處理一個控制段符號後，狀態控制71便通過饋線75提供一個復位信號使鎖存器85復位，以便能夠由解碼器61來檢測下一個數據符號。饋線73上的定時信號等同於一個被處理的字節或者被處理的符號，就如同磁帶記錄器和盤記錄器中廣泛應用的符號。饋線74定時信號相應於信號的一個分段(segment)的末端，即在一個數據段13的末端。當然，饋線73上的與字節相關聯的信號是由讀出時鐘32檢測到的位數計數來決定的，也就是在大多數數據處理系統中的8位或9位。
如圖5所示的重新同步段檢測器80檢測一系列連續的1信號。預先確定數目(例如9)的連續的1信號而沒有插入的零信號則表明是一組1信號，它能用於與數據時鐘32同步。這個檢測器檢測OB11中的前信號組和後信號組以及任何IB16中的信號組。塊間間隙22可能不包含任何2進位1信號，也可能包含足夠多的2進位1信號從而造成一個相對較低頻率的讀回信號，也就是包含若干2進位1被若干2進位零分開，而2進位零的數目大於用來代表數據的d，k代碼以及在RS或其他控制符號R1至R7中允許的數目。一個最佳的重複模式是10000000。每當一個塊間間隙22或任何數據或控制符號被掃描時，如果在2進位1信號之間有若干零信號從而不能遇到上述預定數目的2進位1信號，那麼字符組檢測器80便提供一個無效信號。當掃描到一組連續的1信號時，字符組檢測器80便通過饋線82提供一個字符組檢測到信號。饋線82上的信號恢復到無效狀態則表明是該組2進位1信號的末端。
上述動作的實現是通過一個工作在標稱數據頻率的倍數上的晶體控制鍾，它對相繼數據脈衝(信號轉變或二進位1)之間的時間間隔計數。由於介質速度的變化，對於一個單個二進位零，每個位(bit)周期的時鐘51脈衝計數可能變化10%～20%;在兩個相繼的1之間，時鐘51的脈衝計數加倍，所以10%～20%的變化仍然很容易辨別出來。計數器100對經由饋線50從讀電路31收到的信號瞬變之間的時間內從饋線52收到的時鐘51信號進行計數;對於二進位零，在饋線50上沒有有效信號發生。每當饋線50上發生脈衝，計數器100的數值內容便被復位，所以計數器100總是當經由饋線52收到一個二進位1時便從零開始計數。二進位計數器100的當前內容經總線101分別送往一對比較器102和105，它們完成低閾值和高閾值數目比較。低閾值數是相繼二進位1之間的時鐘51脈衝最小數目，而高閾值數是相繼二進位1之間的時鐘51脈衝數的預期最大值。總線103把低閾值送到數字比較器102的一個輸入端。每當計數器100的數值內容等於或大於由總線103上的信號所指示的低閾值時，則通過饋線109和110分別把信號送到邏輯或電路108。與此類似，高閾值信號經總線106提供給數字比較器電路105的一個輸入端，從而進行高閾值評定。每當總線106上的高閾值大於或等於總線101上的信號時，一個信號分別經饋線112(當等於時)和113(當計數器100的計數小於高閾值時)送到邏輯或電路111。饋線116和117分別把「或」電路108和111耦合到邏輯與(AND)電路114。「與」電路114檢測何時在計數器100中的計數介於總線103上指示的低閾值和總線106上指示的高閾值之間。饋線50的脈衝可以作為「與」電路114的一個附加輸入，用以對比較計時，使之恰好在測量周期之前進行。「與」電路114把它的比較輸出經線118送到第二個計數器120，它統計經「與」電路114的操作而檢測到的連續1的數目。饋線50上的讀回信號經由饋線124去觸發計數器120的操作。每當「與」電路114經饋線118向計數器120提供一個有效信號時，計數便增加。每當「與」電路114的輸出是無效(inacfive)的時候，反向電路121把這個無效信號變換成一個有效信號去清除計數器120的數值內容。從反向器121輸出的有效信號指示出在一串1中間插入3零。計數器120的數值內容經總線126送到數字比較器127，用以檢測何時已經收到預先規定的1信號串。對這類信號串的閾值(例如9)經過總線128指示給比較器127。比較器127經線82向狀態控制電路71提供其輸出信號。每當饋線82從一個有效信號狀態變成無效信號狀態時，便由圖2中的饋線48上的一個信號指出這是一個字符組(burst)的末端。
圖6指出用於識別控制段符號的模式識別電路。移位寄存器33把它的信號提供給下面要認識的「與」電路陣列中，這些信號被多重複合到一個選擇邏輯(下面將參照圖7加以描述)之中，用於識別出被檢測到的控制符，然後經饋線41指出一個被檢測到的信號。讀出頭30當前掃描到圖1所示格式中的什麼地方確定了哪一個模式要被檢測到。狀態控制71利用已知技術建立一個檢測窗，並根據被掃描的格式區來選定哪一個符號要被檢測到。圖6所示電路在饋線41的輸出若為一個有效信號，則表明在事實上已檢測到了預期的控制段信號。對於重新結構(reframing)段14，在符號檢測中使用移位寄存器33中的一個單字節，而在MKS，MKS2，MKE2和MKE符號中則使用了移位寄存器33中的全部4段。在錯誤恢復時，可以使用少於四段移位寄存器33，以便克服低質量讀回的問題。這種錯誤恢復控制已超出了本文所披露的範圍。圖6所示邏輯電路的目的是使字符或模式識別生效。MKS、MKS2、MKE、MKE2，以及IB這些控制每個都是四字節長，從而使移位寄存器33中的所有各段55-58包含的位模式外在用於本系統中代表數據的信號的遊程限之外。如上文中所述，提供了八個特殊的模式用於處在有限符號組之外的符號指示。R1模式由「與」電路134和167來檢測;R2由「與」電路148檢測;R3由「與」電路179檢測;R4由「與」電路132和182檢測;R5由「與」電路146和184檢測;R6由「與」電路169檢測;R7由「與」電路133檢測，而數據標誌模式RS由「與」電路147和164檢測。
狀態控制71使用控制線131、154、161及177來有選擇地啟動多路轉換器(mulfiPlexor)MUX130、153、160及175，從而實現對要檢測的信號的選擇。對於MKS、MKS2、MKE2及MKE的上述信號模式指出了哪個多路轉換器適用於如上述控制符號R1-R7及RS所指出的各個控制段。對於控制段MKS12、MKS215、MKS220及MKE21，在RS14控制段中可以發現的重定結構符號RS是由「與」電路146及MUX153檢測(當沿向前讀的方向時)和由「與」電路164檢測(當沿反向讀的方向時)。當檢測RS14控制段時「與」電路142用於檢測來自移位寄存器33之字節段58的符號指示信號。
符號R1-RS的組合是由一組多路轉換器MUX130、153、160及175來選擇的。模式的選擇是由一組控制信號來實現的，由它們選擇控制線131、154、161及177所代表的各多路轉換器電路的四個輸入之一。在實際應用中，這四根控制線可以是一個雙線總線，載有四個信號狀態，在各多路轉換器中每個輸入使用一個信號狀態。特定字符的解碼，如上述各「與」電路所提供的那樣，包括由「與」電路131對段58中第一字節的檢測，經電纜138向多路轉換器130提供第三輸入，而多路轉換器130的第三和第四輸入由來自「與」電路133的總線137和139代表，第一輸入由來自「與」電路134的總線136代表。類似地，多路轉換器153的輸入由「與」電路146選擇，它經由總線145接收來自移位寄存器33的第二字節段57的信號。「與」電路146的輸出經總線151送到多路轉換器153的第三輸入。「與」電路147經總線150和152分別把信號145送到多路轉換器153的第二輸入和第四輸入，而「與」電路148經總線149把它的信號送到多路轉換器153的第一輸入。類似地，第三字節段56把它的信號經總線163提供給下面要描述的三個「與」電路。「與」電路169經總線170把一有效信號送到多路轉換器160的第四輸入，「與」電路167經總線168把一有效信號送到第二輸入，而第三個「與」電路164經總線165把一有效信號送到第一輸入，經總線166送到多路轉換器160的第三輸入。類似地，移位寄存器33的第四字節位置是第四字節段55。總線178把段55的信號送到下面要描述的三個「與」電路。然後電路179檢測一個模式，把一個有效信號經總線180送到多路轉換器175的第一輸入，並經總線181送到第三輸入，「與」電路182經總線183向多路轉換器175的第二輸入提供一個有效信號，而「與」電路184經總線185向多路轉換器175的第四輸入提供一個有效信號。總線140、155、171及176分別把多路轉換器130、153、160及175的輸出信號送到選擇邏輯電路141(圖7中給出更詳細的結構)。選擇邏輯電路141的操作方式由控制線192-194上的輸入所決定。線192上的有效信號表明存儲在四字節移位寄存器33中的四個模式中有任何兩個被匹配則經饋線41提供一個有效信號，線193上的一個有效信號要求移位寄存器33中有三個字節要被匹配以得到一個有效信號，而線194上的有效信號表明在移位寄存器33中全部四個字節都必須滿足上述「與」電路132-184的模式匹配標準。需要理解的是，模式的選擇及模式匹配的實現都是由遊程受限代碼的選擇來決定(orient)的，這是一項已知的設計技術。
圖7詳細描述了電路141的邏輯結構。選擇移位寄存器33中任何二段或三段用於檢測包括了對重定結構段14及段IB16中可以發現的RS的檢測。全部四段的選用是用於檢測上文描述的四字節控制段。四字節中任何兩個模式匹配電路200將包括六個「與」電路，每一個有二個輸入用於比較多路轉換器的下列輸出1和2，1和3，1和4，2和3，2和4，以及3和4。與門201接收上述六個「與」電路(圖中未畫)的一個邏輯「或」組合，藉以把一個有效信號經邏輯「或」電路202送到饋線41。以類似的方式，「任意三」電路205有四個「與」電路，每個有三個輸入，以檢測來自多路轉換器的三個非冗餘信號模式組合。這四個「與」電路分別接受來自多路轉換器1、2、3，1、2、4，1、3、4，以及2、3、4這四組輸入。「與」電路以線193信號控制門來傳送這四個「與」電路的邏輯「或」組合，從而經過「或」電路202把檢測信號送到饋線141。與此類似，「全四」檢測電路208接受來自全部四個多路轉換器的輸入，它們以被饋線194信號啟動的「與」電路209為門。「與」電路209的輸出經「或」電路202送到饋線41。數字1、2、3和4分別相應於移位寄存器33的第一、第二、第三和第四字節段，所以對移位寄存器的段1識別多路轉換器131的輸出，對段2識別多路轉換器153的輸出，對段3識別多路轉換器160的輸出，而對段4識別多路轉換器175的輸出。
用於跨越重新同步(across-resync)錯誤檢測與校正的數據排列概念性地表示於圖8。圖8所示陣列也代表存儲地址，用於存儲數據和緩存器43中的錯誤指示與錯誤冗餘碼。這個陣列代表了關於非遊程受限編碼形式的數據的信息，也就是一個數據處理單元。圖中顯示了五個獨立的錯誤校正(ECC)組212-216。數字220代表文前(Preamble)同步信號11。圖8中沒有顯示出任何重定結構段14，這類重定結構段在數據中的位置將在下文中提出。文前信號OB11直接放在第一數據段13的前面，該信號段依次包含ECC組212和213的DATAO及EpO。DATAO和EpO構成了各ECC組的第一伴隨(Syndrome)段，而DATA1和Ep1構成了各ECC組的第二伴隨式或數據段。然後插入第一個出現的重定結構段14，後面跟隨第二數據段13，它依次包含ECC組214和215的DATAO及EpO。在這第二數據段13之後是控制段MKS2。第三數據段13包括ECC組215的DATAO和EpO以及ECC組212的DATA1和EP1。利用上面描述的算法選擇二個伴隨式或數據段來記錄在數據段13中的各自一個段裡，以此辦法把圖中所示陣列的其餘部分插入到數據格式中。最後三個伴隨式段ECCD、EpO;ECCE、EpE;及ECCF、EpF包含各相應ECC組的錯誤檢測與校正冗餘碼。對於存儲冗餘伴隨段的定位遵循上面提出的用於第一伴隨段的定位算法。
儘管文前指示220在圖8中顯示出來作為穿過全部五個ECC組的延伸，這個記錄格式只能發現記錄在直接鄰近DATAO的文前信號;圖8中的表示式就是要識別出在(或者說存放在)由符號216代表的文前信號與符號221代表的第一次出現的IB16兩者之間被記錄的是哪一個伴隨式段。所有的IB16代表符號221-227及文後信號OB11的符號228都代表了時鐘重新同步位置或邊界，這些信號的實際記錄作為相鄰信號可在圖1中最清楚地看到。可以看出，在段ECCD、ECCE和ECCF中包含的冗餘碼使之能夠在一組同步模式221至227上進行錯誤校正。上文中提到的錯誤指示信號指出了出錯的數據段或伴隨段，能夠改正三個出錯段(Segment)。例如，在一個光碟中，IB16控制段和OB11控制段可以是包含時鐘同步信號組的分區標記。
錯誤校正陣列中的數據位置集體地由數字229來代表數據零到數據C(十六進位)的數據段。錯誤校正冗餘碼集體地由段ECCD至ECCF中的數字230來代表;所以在每個錯誤校正組中有16個分段其中三個包含錯誤校正冗餘碼。在一個已製成的實施例中分段長度是32位元組。此外，在五個組或陣列212-216中每一個分段中的錯誤指示冗餘碼集體地由數字231來代表。EpO至EpF是循環冗餘校驗的冗餘碼，它們作為錯誤指示器來檢驗數據零至ECCF各段中的錯誤。在重新同步信號227-228之間的最後一段不包含別的，只包含錯誤校正冗餘碼，而在重新同步信號226-227之間有半段是錯誤校正冗餘碼。錯誤校正冗餘延伸到ECC各組，穿過所有的重新同步信號，從而當中止跟蹤操作發生在例如重新同步信號222和223之間時，能夠由存儲在重新同步信號226和228之間各段以及全部五個ECC組中的冗餘碼來校正那些信號。所以，把各段內的各組插到相鄰重新同步信號之間，並穿過包含多個重新同步信號的整個一塊(block)來展開錯誤校正冗餘計算，這些做法都有助於恢復因介質中的缺陷或其他問題(例如介質表面有碎屑)造成錯誤的數據。在讀回過程中，圖4中的反饋移位寄存器86計算每一分段的錯誤伴隨式。在記錄過程中，圖4的反饋移位寄存器產生EpO至EpF，這是大家都知道的。類似地，ECC電路44計算ECC冗餘碼，由數字230代表，這也是大家都知道的。插入錯誤檢測與校正實體(entity)與插入任何其他數據實體相似，所以是大家已知的，由於這個原因，將不再進一步解釋它。
圖9是使用本發明構成一個記錄器回放器時所用邏輯和電路塊的簡化圖。典型的通道電路235把記錄器連接到主處理機(圖中未畫出)，例如一臺個人計算機或其他類似設備。在記錄方式下，通過通道電路235接收的數據以字節挨字節為基礎提供給ECC編碼器236，然後再進入插入緩存器237。插入緩存器237產生一組數據，如圖8所示，其中五個ECC組212-216被存儲在插入緩存器的分離各段，其數據存儲安排與圖8所示的相似。一旦有一組數據(包括任何填加字節)存儲在插入緩存器237，它足夠用於記錄一個數據塊，於是Ep編碼238便產生出EpO至EpG冗餘碼，它由數字231代表。這些冗餘碼是在數據從插入緩存器237向RLL編碼器239傳送的瞬間產生的。RLL編碼器239從重新同步編碼器251接收同步信號和重新同步信號，如箭頭253所示。RLL編碼器239要求重新同步信號，如箭頭252所指出的。RLL編碼信號經饋線30W(代表一個記錄或寫傳感器)提供，記錄在磁帶10上。RLL編碼器239最好是編碼如0、3代碼，使其8位映射成9位。Ep編碼器可以使用檢測代碼生成多項式G(X)＝(X+T1)。ECC編碼器236可以使用一個生成多項式形如G(X)＝X3+T198X2+T198×1+T3這裡各元素的加羅瓦域(有限域)由下列多項式定義X8+X4+X3+X2+1，從而生成三個錯誤冗餘，由數字230代表。結果，有三個伴隨方程式來計算錯誤校正伴隨式，它將改正由EpO至EpG和被檢測的非法RLL數據符號所指示的出錯信號。插入緩存器尋址遵循通常的數據信號插組技術。
記錄信號的讀取如箭頭30所示，它代表圖2中的讀出傳感器30。重新同步信號在格式解釋電路(deformatcircuit)242中被刪掉，而其他信號被傳送到RLL解碼器243。當然，解碼器243相應於圖2中的解碼器42及圖3中的61。基於解碼器243的操作，可以經由饋線63向「或」電路247提供一個錯誤指示信號。其次，Ep解碼器244使用反饋移位寄存器86(圖4)來確定是否在段DATAO至ECCF中發生任何錯誤，如數字231所代表的錯誤指示冗餘碼所指示的那樣。當檢測出一個伴隨段內的錯誤時，便有一信號經線91送到「或」電路247，它相當於圖4中的「或」電路89。然後，這些指示信號被錯誤指示電路248存儲到一個預先確定的地址位置，從而使錯誤指示在邏輯上與圖8所示各伴隨段(DATAO至DATAC)相關聯。ECC電路246(相當於圖2中的ECC44)與錯誤指示電路248一起操作，要求指示信號(由箭頭250指出)和接收這些指示信號(由箭頭249指出)。對於錯誤指示信號的插入，不論是其代碼(內部的)或其他方面(外部的)都是大家熟知的，故不再進一步描述。內部和外部錯誤指示的使用在美國專利3，868，632中由Hong等人說明了;但那只是一個例子。伴隨段DATAO至ECCF從Ep解碼器244傳送出來存儲到反插入緩存器(deinterleavebuffer)245，它與插入緩存器237有互補的尋址結構。在一個實際應用例中，這兩個緩存器可以有相同的電子電路，而其連接由程序控制在記錄與讀回操作之間改變。然後，反插入ECC組212-216提供給ECC電路246用於錯誤檢測和校正。然後，包含在伴隨段DATAO至DATAC中的校正了的數據提供給通道電路235，以連接到主處理機或其他使用數據的單元。
圖10顯示出的機器操作序列與圖1、8和9所示內容相聯繫，用於把圖1所示格式記錄到一個記錄介質的一道(track)上。假定一個寫(或記錄)命令已按通常方式發出，而且主處理機(沒畫出)已經把數據組合好(以任何必要的補充內容把一個記錄塊中的所有數據段13都填滿)隨時準備被記錄下來。在機器步驟259，數據被分成五組，每組有DATAI至DATAC各段，從而準備好供建立五個ECC組212-216之用。在機器步驟261，如在ECC編碼器236中那樣產生(建立)出冗餘碼ECCD至ECCF。然後，在機器步驟261，在插入緩存器237中產生了如圖8所示的格式。在插入之後，機器步驟262對DATAO至ECCF分別產生出錯誤檢測冗餘碼EpO至EpF。應該指出的是，機器步驟259至262可以被復蓋並以不同的順序發生，圖示的步驟只是指出了一種可能的順序。還應指出，緩存器237操作的效果是把數據按圖8所指出的地址存儲到緩存器中。
現在已準備好要記錄了。在機器步驟263，建立起文前符號OB11並被記錄下來，這一步包括產生間隙22，然後由文前符號OB22來結束這個間隙，這和當前在磁帶記錄中的實際應用相同。在記錄文前符號之後，在步驟264記錄下第一數據段13，其頭兩個數據分段是ECC組212和213中的DATAO及EpO。下一個機器步驟265記錄一個RS模式(如同RS模式14)。這一機器步驟後緊跟機器步驟266，它在第二數據段13中再記錄兩個數據段，也就是ECC組214和215的數據分段DATAO-EpO。這一記錄動作後接機器步驟267，以建立和記錄控制段MKS215。然後，在機器步驟268，再建立和記錄兩個數據段，即ECC組216的DATAO-EpO及ECC組212的DATA1-Ep1。在流程圖中，涉及記錄兩個數據段的步驟意味著這些數據段是這裡提出的接下來要記錄的兩段，從而得到圖8所示數據塊的串行記錄。在步驟269，將決定IB16是否已準備好被記錄下來。要注意的是，記錄要求是由距文前信號的字節位移或距塊起點的字節位移來決定的。從圖8可以看到，要一直等到ECC組215和216的數據分段DATA2-Ep2已經記錄下來之後，第一個OB16才被記錄下來。這些數據分段將被存儲在數據塊中的第五數據段13。因此，對數據分段進行計數的計數器(圖中未畫出)是有用的，用它來指出何時要記錄IB16，何時要記錄控制段MKE220，MKE21及文後符號OB11。當然，所記錄的字節數也能被計數，它用於對記錄介質上的控制段定位。得到字節計數的一種簡單方式是對來自寫計時鐘(沒有畫出，但這是公知的)的寫脈衝數目進行計數，並用位(bit)計數(每個時鐘脈衝有1位)來指出字節位移量。在任何情況下，在文前符號與第一個出現的IB16之間，在各相繼IB16之間，以及在最後一個IB16與文後符號之間，要記錄的數據分段(segment)都是10個。在記錄每個數據分段直至第9個數據分段時，在機器步驟270便記錄一個重定結構模式RS14(reframingpatternRS14)。然後，一個包括步驟268至270的循環重複進行，直到第10個數據分段被記錄下來，此時從機器步驟269外進入一個機器步驟276，用以建立和記錄一個IB16控制段。在機器步驟276之後，在機器步驟277中確定剛剛記錄的IB16是否是這一塊的最後一個IB16，即是否是相應於圖8中的符號227。如果不是，那麼便重新執行步驟268，於是上面描述的機器操作又重複進行，直至字節計數指出下一個要記錄的伴隨分段是ECCE。然後，從機器步驟277，有兩個數據分段作為數據段13(在圖1中未畫出)在機器步驟278中被記錄下來。然後，在機器步驟279，字節位移量計數被檢驗，以肯定剛剛被記錄的兩個數據段是否是剛好處在MKE220前面的數據段13。如果不是，則表明不準備記錄MKE2，而是要求在機器步驟280記錄重定結構模式RS。從機器步驟280起，執行一個包括機器步驟278至280的循環。這個循環進行到準備好記錄MKE2時為止，這時在機器步驟285建立和記錄MKE220。然後，在機器步驟286，下兩個要記錄的數據分段(ECC組213和214的ECCF-EpF)被記錄下來。在機器步驟287，記錄下重定結構模式RS14，後面是在步驟288記錄下這一塊中要記錄的最後兩個數據分段(ECC組215和216的ECCF-EpE)。現在要記錄文後符號3，在步驟289和290分別記錄MKE和尾符OB11。最後，在機器步驟291，對記錄過程中檢測到的一切錯誤進行評價，以確定是否應該重試記錄。請注意，在磁帶記錄中，讀出頭30與記錄頭30W有一定距離，用於在記錄過程中讀出信號並提供讀回信號用於錯誤檢驗，這是公知的，只是使用這裡所描述的讀操作。如果被檢測出錯誤或者沒檢測出任何錯誤，那麼退出寫操作去完成記錄器中的一些通常的操作，這些操作不屬於本發明的一部分。例如，在一個控制段中的任何錯誤都可能是不可接受的，但在數據段中出現的不超過預先規定數目的少量錯誤是允許的。用於讀一個記錄的信號塊的一般程序示於圖11中的機器操作流程圖。在機器步驟300，以已知方式著手處理一片信息(被記錄的信號塊)。當讀出頭30掃描記錄道而越過間隙22時，讀回電路便尋找文前符號組。這種檢測是由圖5所示電路來完成的。一旦檢測到一個文前符號OB11，便在機器步驟301注視MKS12的到來。這一動作是如上面描述的在圖6所示電路中發生。在機器動作302，對是否已檢測到MKS作出決定。如果沒檢測到，便在機器步驟304對一個起時信號(timeout)加1，並測定該信號當前值。如果超時沒有過限，則循環步驟301至304直到MKS被發現(由饋線41上的有效信號指示)，或者超時已過限，這表時MKS已丟失(即檢測窗已經終止)。如果檢測到MKS，那麼從步驟302起，在步驟303讀入該信號塊，圖12詳細說明步驟303。如果超時終止了，那麼在機器步驟305對記錄在MKS12和MKS215之間的所有數據分段都置以錯誤指示符，因為沒有檢測到數據起始。也是在步驟305，置圖6所示電路，以注視MKS2，同時數據時鐘32被禁止提供數據信號。請注意，這時數據時鐘32可能仍然受控於讀回信號，因為錯誤檢測電路70還沒有信號會已經指出失掉了同步。如果在這時存在一個時鐘失步，則讀出被放棄。然後，在機器步驟306，確定是否發現了MKS2(饋線41的信號是否是有效的)，如果是，則進入機器步驟303。如果沒有發現MKS2，則在機器步驟307測定超時(fimeout)並對其加1。如果存在超時，則表明這一塊不能讀出，並將按已知技術進行重試，例如逆向讀，利用MKE和MKE2來找到數據的起始。如果超時尚未截止，則重複尋找MKS2的循環，即重複執行機器步驟305、306和307。
圖11以簡化流程圖說明讀的機器操作。首先，在機器步驟310，從記錄介質中讀出二個數據分段。在機器步驟311，確定是否為控制段而不是為重定結構段RS14建立了檢測窗。請注意，重定結構段的檢測是使用圖6所示檢測器並為這種檢測使用一個窗。那重複操作不再此詳細說明。在沒有窗時，重定結構段是在步驟310重複掃描，直至產生一個用於處理IB16的控制窗。對於一個窗，繼續進行信號處理，同時啟動圖6所示符號檢測器以檢測一個多字節的控制段。如果按步驟312的指示，沒有檢測到控制段(發生了讀錯)，那麼便忽略掉這個失敗，繼續讀下去。對於讀一個重定結構段14或一個多字節控制段的失敗本身並不表明時鐘對讀回信號失步，這表明能夠繼續讀下去，因為字節位移計數使之能夠進行數據檢測，也就是說符號邊界是已知的。這一動作在步驟313中指出;然而，如果此時有一個時鐘失步，則「中步跟蹤」(deadtracking)將繼續下去。當然，如果有超過3個伴隨段出錯，則發生不可改正的讀出，要求放棄當前讀出信息和試圖重讀。這種檢測和重試是公知的，超出了本文描述的範圍。當已檢測到控制符時(如機器步驟312中指出的)，便在機器步驟314確定是否該控制段為MKE21。如果不是，那麼控制段為MKE220，則表明讀還沒有完成。如果該符號是MKE，則使用已知的記錄器操作結束該記錄塊的讀出。如果被檢測到的符號是MKE2或MKS2，則至少還有二個數據段13要讀。從機器步驟314，在機器步驟315中檢測時鐘同步錯誤。若沒有時鐘同步錯誤，則重新執行步驟310。如果在機器步驟315已指出一個時鐘同步錯誤，則在步驟316繼續「中止跟蹤」，直至遇到下一個IB16，此時重建時鐘同步並重新執行步驟310。
圖13圖示一個光碟，其中，本發明的實際應用對盤上的每一道(圖中未畫出)使用了圖1所示的格式。分區標誌331有一個文前同步記號，沿著徑向延伸壓刻或蝕刻或用其他方法刻在碟片330上。分區標誌相應於圖1中的文前符號OB11和MKS12。虛線332-334及橢園線(未標數字)指出一組IB16控制段。附加的分區標誌336和337使各數據塊在盤330上每道(track)存儲一個塊;需要理解的是，在實際應用的實施方案中可能利用相當大量的分區標記。
儘管參考這裡的最佳實施方案具體地表示和描述了本發明，但熟悉本門技術的人們都會理解，對這裡所述內容在其構成和細節方面可以進行多種改變而不偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.在記錄介質與數據處理單元之間傳送信號的裝置，其特徵在於包括重新同步裝置，對於在記錄介質與數據處理單元之間傳送的每組預定數目的數據信號，用此重新同步裝置來處理一組重新同步信號。與記錄介質處於操作關係的傳感器，用於傳送信號；與數據處理單元在操作上相聯繫的ECC裝置，用於傳送信號和處理與數據信號有關的錯誤檢測與校正信號，從而使錯誤檢測與校正有效；與ECC裝置在操作上相聯繫的插入裝置，用於成組傳送預定數目的數據信號及伴隨的預定數目的錯誤冗餘信號；與插入裝置在操作上相聯繫的錯誤指示裝置，用於傳送的信號包括所述被插入過的信號組。利用錯誤指示裝置在每一個所述信號分段(Segment)內處理錯誤指示信號，對於所述信號組的每個分段有一個錯誤指示信號。該錯誤指示裝置與重新同步裝置相耦合，用於在固定大小的被插入的數據信號分段之間加入重新同步信號，包括在有限個數的所述分段中賦予所述錯誤冗餘信號；以及在操作上聯接錯誤指示裝置與傳感器的裝置，用於二者之間的信號交換。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中還包括限定記錄代碼裝置，在操作上介於所述傳感器和所述插入裝置之間，並與所述ECC裝置相連，用於在所述數據與錯誤冗餘信號和一組可以存儲在記錄介質中的限定符號集之間轉換信息表達形式;以及在指示器裝置中的與限定記錄代碼裝置相連的一個裝置，用於由所述限定符號集的非法符號來產生錯誤指示信號，並把這種錯誤指示信號提供給所述ECC裝置。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中還包括在所述重新同步裝置中的檢測裝置，與傳感器相聯，用於在一個讀回操作期間接收信號，指出何時讀回信號的質量無益於用以檢測數據並向所述指示器裝置指出被讀的所有信號處於出錯狀態;以及在重新同步裝置中的恢復裝置，它與ECC裝置和傳感器裝置相聯，它對所述信號出錯指示作出反應，掃描讀回信號以檢測出下一個出現的所述重新同步信號，然後啟動所述傳感器裝置，以向插入裝置再次提供數據信號和錯誤冗餘信號，用於反插入(deinterleaving)和向ECC裝置指出這些出錯信號得要進行錯誤校正。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中還包括在所述恢復裝置中的表決裝置(Voting means)，用於指出所述下一個重新同步信號。
5.根據權利要求3所述的裝置，其中還包括所述ECC裝置接收所述錯誤冗餘信號，作為一組冗餘碼用於產生錯誤伴隨信號，該信號有預定數目字節，包含錯誤校正伴隨位(bit);以及所述重新同步裝置只在能由所述冗餘碼組之一來校正的數據信號的字節邊界處操作重新同步信號，這樣，在相鄰重新同步信號之間發生的所有信號能由其他所述重新同步信號之間發生的信號來做錯誤校正。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中還包括所述插入裝置把要處理的數據和錯誤冗餘信號安排在少數所述重新同步信號之間。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中還包括所述插入裝置安排錯誤冗餘信號，使得在預定的兩個相鄰的所述重新同步信號之間要處理的全部信號僅僅是錯誤冗餘信號。
8.根據權利要求3所述的裝置，其中還包括所述限定記錄代碼裝置產生完整的一組所述限定符號，用於相鄰所述重新同步信號之間的處理，並產生代表所述重新同步信號的記錄信號，這些信號在所述限定數據信號集中是不允的。
9.根據權利要求8中提出的裝置，其中還包括所述插入裝置產生所述錯誤指示信號作為錯誤檢測信號，其生成多項式不同於所述ECC裝置中使用的生成多項式;以及所述ECC裝置使用一個預先規定的生成多項式。
10.根據權利要求9中提出的裝置，其中還包括所述記錄成員是包含所述記錄道的靈活多變的磁帶。
11.一種記錄器，具有記錄道(track)具有數據信號錯誤檢測和校正冗餘信號的一組記錄信號，其特點是每一道的安排是數據信號成為一個連續的信號流，它鄰接所述錯誤檢測與校正信號的連續流，所述錯誤檢測與校正信號具有在所述數據信號中的校正伴隨邊界，從而使錯誤校正有效;重新同步信號組(burst)被記錄在所述記錄道上，並被插在所述記錄信號之間，從而使固定數目的記錄信號被記錄下來，而其中的伴隨邊界處在每個所述重新同步信號組的端部，從而使任何兩個相鄰的所述同步信號組之間信號的失掉都不會阻止錯誤校正。
12.根據權利要求11所述的記錄器，其中還包括一組空間上均勻分布的重定結構標記，被分布在所述相鄰信號組(burst)之間。
13.根據權利要求11所述的記錄器，其中還包括初級的首端與末端數據開始標記信號，分別放在數據信號的縱向兩端;以及次級數據開始標記信號，成對放在預定的數據信號之間，它們分別到兩個初級標記信號的字節位移是相等的。
14.一種記錄器，具有用於存儲載有信息的信號的記錄道，其特點是多組數據信號記錄在該記錄道上，被分成若干所述數據信號組;每組數據信號又被記錄在大小相同的ECC信號分段中，以便由錯誤校正伴隨信號進行錯誤校正;錯誤檢測冗餘信號與每個所述大小相同的ECC分段一起被記錄下來，其信號模式(pattern)用於根據第一個預定的生成多項式對各分段中的數據信號進行錯誤檢測;每個所述信號組具有一個或多個錯誤檢測與校正冗餘碼，供各組數據信號使用;以及重新同步信號插在所述記錄信號之間，被分開的記錄信號數目是預先確定的，它是大小相同的列(row)的整數倍，這樣錯誤冗餘信號便能被用來校正一對相鄰的所述重新同步信號之間的信號;同時，記錄在一對所述重新同步信號之間的所述錯誤指示信號能夠識別出處在這對重新同步信號之間的出錯信號。
15.根據權利要求14所述的記錄器，這裡所述記錄器是一個包含所述記錄道的長的可變的磁帶。
16.一種操作記錄器的方法，其特徵在於步驟在記錄器上選擇一個記錄道;在其上面沿記錄道把載有信息的信號記錄在伴隨分段中;在被記錄的載有信息信號之間，每隔預先規定的伴隨段插入重新同步信號;以及在預先規定的伴隨段中記錄錯誤校正冗餘碼，而該伴隨段的冗餘碼是由不在所記錄冗餘碼附近的那些重新同步信號之間的伴隨段裡的載有信息信號計算出來的，這樣這個冗餘便能用來校正那些載有信息信號中任何一個的錯誤。
17.根據權利要求16所述的方法，其中還包括如下的步驟選出要放在多個ECC組中的所述載有信息的信號，對各個ECC組中的載有信息信號產生各自的錯誤校正冗餘;以及沿記錄道對多個ECC組插入信號，使各個冗餘能夠對於處在不同的(diverse)所述重新同步信號之間的載有信息信號進行錯誤校正。
18.根據權利要求17所述的方法，其中還包括如下的步驟對每個所述伴隨段補加一個錯誤指示冗餘。
19.根據權利要求18所述的方法，其中還包括如下的步驟把所述全部載有信息信號和冗餘信號記錄在記錄道上，成為一串屬於限定符號集成員的符號。
20.根據權利要求19所述的方法，其中還包括如下的步驟選定磁帶作為所述記錄介質，並使所有重新同步信號是對稱的，從而使之能夠向前讀和向後讀，而保持對跨過所述重新同步信號的載有信息信號進行錯誤校正的能力。
全文摘要
一種記錄介質(諸如磁帶、光碟、磁碟等)存儲數據信號和錯誤冗餘信號。重新同步信號插在所記錄信號之間，使錯誤冗餘信號能用於校正那些記錄在這種插入的重新同步信號之間(而那裡又未曾記錄錯誤冗餘信號)的信號。在所有的重新同步信號之間記錄了錯誤指示冗餘信號，用於指出出錯信號，從而強化了錯誤校正能力。這種錯誤指示信號可以是循環冗餘校驗(CRC)信號。還描述了利用上述安排所需的控制。還披露了重定結構和時鐘同步控制。
文檔編號G11B20/18GK1046806SQ90101660
公開日1990年11月7日 申請日期1990年3月24日 優先權日1989年4月27日
發明者詹姆斯·米歇爾·卡普, 斯蒂文·懷恩·庫奇, 理察·克萊恩·施內德, 史蒂芬·查爾斯·懷斯特 申請人:國際商業機器公司