DE3045226C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein wesentliches Problem bei der magnetischen Speicherung digital codierter Signale ist die Korrektur von Fehlern, welche durch mechanische Unvollkommenheit der Speicheroberfläche oder durch Abstandsänderungen der Wandler von der Speicheroberfläche bei der Aufzeichnung oder Wiedergabe bedingt sind. Hierdurch hervorgerufene Aussetzer (Drop outs) führen ohne besondere Vorkehrungen zu einem Verlust von Information in der Übertragungsstrecke.

Insbesondere bei der magnetischen Speicherung digital codierter Videosignale verursachen Aussetzer häufig falsche Helligkeitsinformationen, so daß über die Bildfläche verstreut wiederholt helle oder dunkle Zeilenabschnitte auftreten, die infolge ihres Kon­ trastes zu dem ungestörten Bildinhalt äußerst stö­ rend wirken.

Es sind daher in der Vergangenheit verschiedene Ver­ fahren zur Fehlerüberdeckung oder -korrektur ent­ wickelt worden, um die Auswirkungen mangelhaft aufge­ zeichneter oder wiedergegebener Daten abzuschwächen oder zu eliminieren.

So wird bei einem in der Technik seit langem gebräuch­ lichen Verfahren der ankommende Datenfluß redundant aufgezeichnet und bei einer akuten Störung während der Wiedergabe auf die zweite voraussichtlich unge­ störte Aufzeichnung zurückgegriffen.

Bei einem anderen, ebenfalls seit längerem benutzten Verfahren werden in zusätzlichen Spuren Prüfworte oder -bits aufgezeichnet, aus denen bei der Wieder­ gabe fehlerhafte Daten erkannt und korrekt rekon­ struiert werden können. Ein gemeinsamer Nachteil der beiden vorgenannten Verfahren zur Fehlerkorrek­ tur digital codierter Daten bei der Wiedergabe von magnetischen Aufzeichnungsträgern besteht darin, daß ein beachtlicher Teil der Speicherfläche mit redundanten Daten bzw. Prüfworten oder -bits belegt wird und daher für die Speicherung der eigentlichen Daten verlorengeht. Die Speicherdichte auf dem Auf­ zeichnungsträger ist also nicht optimal.

Eine andere Gruppe von Verfahren, die sich mit der Verbesserung der Wiedergabe bei Speicherung digital codierter Daten befaßt, wird vorwiegend bei der Übertragung von Videosignalen angewendet. Diese Verfahren werden gewöhnlich als Verfahren zur Fehlerüberdeckung apostrophiert und nutzen die im Videosignal an sich vorhandene Redundanz. So ist im Normalfall der Inhaltsunterschied aufeinanderfolgender Fernsehzeilen nur gering, ebenso der aufeinanderfolgender Fernsehbilder. In den Schaltungsanordnungen zur Durchführung der Fehlerüberdeckungsverfahren werden nach entsprechender zeitlicher Verzögerung der Bildinhaltselemente Prognosen des zu erwartenden Bildinhaltes getroffen und, wenn der tatsächlich eintreffende erheblich davon abweicht, entweder die vorherige Zeile oder ein Teil davon wiederholt oder durch Interpolation der vorhergehenden und der auf den anscheinend fehlerhaften Bildinhalt folgender Zeile oder des Zeilenabschnittes ein Mittelwert gewonnen, der an die Stelle des aus dem Erwartungsrahmen fallenden Datenwortes oder Datenblockes tritt. Fehlerüberdeckungsverfahren vermindern zwar die sichtbaren Auswirkungen auftretender Fehler in der Übertragungskette, die Fehler selbst werden jedoch nicht behoben und ihre Folgen auch nicht vollständig beseitigt.

Aus der US-Zeitschrift "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol. 18, Nr. 5, Oktober 1975, S. 1577, ist ein Magnetaufzeichnungssystem bekannt, bei dem die aufgezeichneten Daten, die in Blöcke bestimmter Länge unterteilt sind, abhängig von einer Leseprüfung erneut aufgezeichnet werden. Jeder der Datenblöcke enthält einen fehlerkorrigierenden Code. Während der Leseprüfung werden die eingehenden Datenblöcke für einen erneuten Aufzeichnungsvorgang zwischengespeichert. Dabei schließt der erneut aufzuzeichnende Datenblock an den zuvor aufgezeichneten Datenblock an, so daß die Leseprüfung abgeschlossen sein muß, bevor der folgende Datenblock aufgezeichnet werden kann. Dies bedingt schnelle und damit aufwendige Leseprüfeinrichtungen, damit der Abstand zwischen den einzelnen Datenblöcken nicht zu groß wird. Außerdem ist es erforderlich, daß für die unmittelbar an den als fehlerhaft erkannten Datenblock erneut aufzuzeichnenden Datenblock zusätzlicher Speicherplatz auf dem Magnetband bereit zu stellen ist.

Ferner ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 24 388 ein Verfahren zum Prüflesen bekannt, bei dem parallel vorliegende Daten in bzw. von 10 parallel verlaufenden Längsspuren aufgezeichnet bzw. wiedergebeben werden. Die in Datenblöcke unterteilten Daten werden mit zusätzlichen Paritätsbit versehen. Anfang und Ende der Datenblöcke werden auf einer getrennten Längsspur markiert. Jeder Längsspur ist ein Schreibkopf mit nachfolgendem Lesekopf zugeordnet, wobei der Lesekopf im wesentlichen zur Prüfung der Paritätsbits vorgesehen ist. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist das schlechte Verhältnis zwischen den Nutzdaten und den für die Fehlersicherung vorgesehenen Paritätsbits.

Schließlich ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 21 387 eine Vorrichtung zur Ermittlung von fehlerhaften Sektoren und Zuordnung von Ersatzsektoren bei einem Magnetplattenspeicher bekannt. Jeder Plattenseite des Magnetplattenspeichers ist ein Magnetkopf zugeordnet, der sowohl zum Schreiben als auch zum Lesen der in Segmente unterteilten kreisförmigen Spuren dient. Um zu verhindern, daß Daten in einen fehlerhaften Sektor eingeschrieben bzw. daraus ausgelesen werden, sind in jeder Spur zusätzliche Sektoren vorgesehen, die als sogenannte "Rettungssektoren" bezeichnet werden und dazu bestimmt sind, die Informationen aufzunehmen, die normalerweise auf den fehlerhaften Sektoren aufgezeichnet werden müßten. Durch die Bereitstellung der "Rettungssektoren" wird jedoch Speicherplatz verschenkt und damit die effektive Aufzeichnungsdichte verringert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art bzw. mit einer Schaltungsanordnung den für die redundante Aufzeichnung fehlerhafter Datenblöcke erforderlichen Speicherplatz auf dem Magnetband möglichst gering zu halten.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß die redundante Aufzeichnung in periodisch auftretenden Informationslücken des Datenflusses erfolgt und damit der auf dem Magnetband zur Verfügung stehende Speicherplatz vollständig genutzt wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Aufzeichnungsdichte von den erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht nachteilig beeinflußt wird.

Durch die in den jeweiligen Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens bzw. der im Patentanspruch 3 angegebenen Schaltungsanordnung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in stark schematischer Darstellung ein Kopfrad eines Magnetbandgerätes mit den zur Erläuterung der Erfindung erforderlichen Einzelheiten,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für die Aufzeichnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur wiedergabeseitigen Korrektur der aufgezeichneten digital codierten Daten.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 ist eine Kopfradscheibe 1 dargestellt, wie sie beispielsweise in Magnetbandgeräten verwendet wird, die das Magnetband nach der sogenannten Schrägspurtechnik mit einer Folge von diagonalen Spurabschnitten beschreiben. Die Kopfradscheibe 1 weist daher am Umfang wenigstens einen magnetischen Wandler 2 zum Aufzeichnen und Wiedergeben elektrischer Signale auf das bzw. von dem (in Fig. 1 nicht dargestellten) Magnetband auf. Die Kopfscheibe dreht sich dabei mit verhältnismäßig hoher Drehzahl in Richtung des Pfeiles 3, während das Magnetband wendelförmig über den Umfang der Kopfscheibe 1 geführt wird.

In vielen Fällen ist es erwünscht, bereits während der Aufzeichnung eine Kontrolle der auf dem Magnetband gespeicherten Information zu haben (Hinterbandkontrolle). Diese soll verhindern, daß infolge von technischen Defekten oder Bedienungsfehlern Information unbemerkt verlorengeht. Zu diesem Zweck ist am Umfang der Kopfscheibe 1 ein weiterer magnetischer Wandler 4 in Umfangsrichtung um den Betrag Δα versetzt zu dem ersten Wandler 2 angeordnet, der Wandler 4 ist außerdem so weit in Axialrichtung gegenüber dem Wandler 2 versetzt, daß er die von diesem geschriebene Spur abtastet. Der Wandler 2 ist dabei während des Aufzeichnungsbetriebes mit dem Aufzeichnungsschaltkreis des Magnetbandgerätes verbunden, der Wandler 4 mit dem Wiedergabeschaltkreis. Die von dem Wandler 2 aufgezeichneten Daten werden zeitversetzt durch den Wandler 4 ausgelesen und können überwacht werden.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens während der Aufzeichnung digital codierter Dateninformation. Der auf der Leitung 5 ankommende parallele Datenstrom wird über einen Umschalter 6 einem Parallel-Seriell-Wandler 7 zur Umwandlung in einen seriellen Datenstrom zugeführt, anschließend im Aufnahmeverstärker 8 auf einen für die Aufzeichnung ausreichenden Signalpegel angehoben und durch den Aufzeichnungs-Magnetwandler 2 auf das Magnetband 9 aufgezeichnet, das sich in Richtung des Pfeiles 10 bewegt. Der Magnetwandler 2 kann dabei ebenso wie ein zweiter Magnetwandler 4 am Umfang einer umlaufenden Kopfscheibe in der Fig. 1 dargestellten Weise angeordnet sein. Der Wiedergabe-Magnetwandler 4 nimmt also um die Zeit Δ T versetzt entsprechend dem räumlichen Versatz Δα (Fig. 1) die in der Spur des Aufzeichnungs- Magnetwandlers aufgezeichneten Daten auf. Diese werden im Wiedergabeverstärker 11 verstärkt, im Seriell-Parallel-Wandler 12 rückgewandelt und einem Vergleichseingang des Korrelators 13 zugeführt. Die bei 5 eingehenden, zur Aufzeichnung bestimmten Daten werden in der Verzögerungsschaltung 14, deren Verzögerungszeit τ dem Zeitversatz Δ T zwischen Aufzeichnung durch den Magnetkopf 2 und der Wiedergabe durch den Magnetkopf 4 entspricht, verzögert und danach dem zweiten Vergleichseingang des Korrelators 13 zugeführt. Der Korrelator 13 kann beispielsweise unter Verwendung eines integrierten Bausteines vom Typ TRW TDC 1023 realisiert sein.

Der dem Korrelator 13 nachgeschaltete Digital-Analogwandler 15 erzeugt an seinem Ausgang eine Spannung, die eine automatische Überwachung der Aufnahme ermöglicht. Dazu ist dem Digital-Analogwandler 15 das aus dem Widerstand 24 und der Kapazität 25 bestehende Integrationsglied 26 nachgeschaltet. Dessen Ausgang führt zu einem Eingang der Vergleichsstufe 27, während der andere Eingang der Vergleichsstufe an eine Referenzspannungsquelle angeschlossen ist, welche die Vergleichsspannung U _ref liefert. Bei geeigneter Auslegung des Korrelators 13 erfolgt eine Überwachung des Korrelatorausganges hinsichtlich der Größe der Fehler - beispielsweise eine Bewertung der "most significant bits" - und der Fehlerhäufigkeit, wobei die auftretenden Fehler durch das Integrationsglied aufintegriert werden. Beim Überschreiten der Vergleichsspannung U _ref durch den Ausgang des Integrationsgliedes 26 gibt die Vergleichsstufe am Ausgang ein Signal ab, das die Warnlampe 28 aufleuchten läßt.

Unter der Annahme, daß die digital codierten Daten in Datenblocks vorliegen, von denen jeder mit wenigstens einem Synchronwort und einer Adresse versehen ist, ist an dem Ausgang des Wiedergabeverstärkers 11 die Synchronwort-Erkennungsschaltung 16 angeschlossen, von der das Taktsignal für den Seriell-Parallel-Wandler 12 gewonnen wird.

Im Falle des Nichtkorrelierens der um die Zeit τ verzögerten Original-Datensignale wird durch die Bewertungsschaltung 17 eine Bewertung der zeitlichen Länge der gestört aufgezeichneten und vom Magnetwandler 4 wiedergegebenen Daten vorgenommen.

Die der Bewertungsschaltung 17 nachgeschaltete Adressen­ erkennungsschaltung 18 wertet die Adressen der nicht korrelierten Daten aus, wobei die Adressen aus den Synchronworten entnommen werden, die von der Synchronwort- Erkennungsschaltung 16 fortlaufend erkannt werden.

Diese Adressen der gestört aufgezeichneten Daten beeinflussen über die Verbindung 22 den Hilfsspeicher 23 vom RAM-Typ in der Weise, daß diese am Ausgang der Verzögerungsschaltung 14 abgenommen und im Hilfsspeicher 23 eingespeichert werden. Von dort werden sie zu geeigneten Zeitpunkten abgerufen, wobei der Umschalter 6 in die zweite (nicht gezeichnete) Schaltstellung geht, und in einer Lücke des Datenstroms erneut aufgezeichnet. Solche Lücken im Datenstrom entstehen bei der Speicherung digital codierter Videosignale beispielsweise während der V- Lücken. Es ist auch denkbar, die jeweiligen Spurabschnitte geringfügig länger auszubilden und die Ergänzungsdaten am Ende der regulären Aufzeichnung in der Verlängerung der Spur unterzubringen.

Die Wiedergabeanordnung nach Fig. 3 weist einen Wiedergabe-Magnetwandler 30 auf, der die auf dem Magnetband 9 gespeicherten digital codierten Daten in elektrische Signale umgewandelt. Diese werden im Wiedergabeverstärker 31 auf einen für die Wiederverarbeitung geeigneten Pegel angehoben und dem Zwischenspeicher 32 zur Zwischenspeicherung zugeführt. Der Zwischenspeicher 32 ist vorteilhaft realisiert durch einen frei adressierbaren Speicher vom RAM- Typ. Bei Anfügen der Korrekturdaten am Ende jeder Spur muß das Speichervolumen dem Dateninhalt einer Spur entsprechen. Beim Überstreichen der am Spurende aufgezeichneten Korrekturdaten werden mittels der im Synchronwort vorhandenen Blockadressen die unkorrigierten fehlerhaften Daten im Zwischenspeicher 32 überschrieben und damit berichtigt. Die Snychronworte und die darin enthaltenen Blockadressen werden von der an den Ausgang des Wiedergabeverstärkers angeschlossenen Synchronworte und Adressenerkennungsschaltung 33 abgetrennt und der Adressensteuerschaltung 34 zur Steuerung des Zwischenspeichers 32 zugeführt. Damit ist der Speicherinhalt korrigiert und der Auslesevorgang kann gestartet werden. Jede ausgelesene Speicherzelle kann sofort wieder mit einem vom Magnetband gelesenen Datensignal überschrieben werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Aufzeichnung von digital codierten Daten,

• - bei welchem die eingehenden digital codierten Daten blockweise unterteilt und mit Adressen versehen auf ein Magnetband geschrieben und unmittelbar nach dem Schreibvorgang wieder vom Magnetband gelesen werden,
• - bei welchem die vom Magnetband gelesenen Daten mit den entsprechenden, zwischengespeicherten, eingehenden digital codierten Daten verglichen werden und
• - bei welchem bei fehlender Übereinstimmung die zwischengespeicherten digital codierten Daten erneut auf das Magnetband geschrieben werden,

dadurch gekennzeichnet, daß bei fehlender Übereinstimmung die zwischengespeicherten digital codierten Daten blockweise mit der gleichen Adresse zur Zeit von im Datenstrom der eingehenden digital codierten Daten vorhandene Lücken erneut auf das Magnetband (9) geschrieben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die digital codierten Daten mit einem am Umfang einer rotierenden Kopfradscheibe (1) befestigten, aufzeichnenden Magnetwandler (2) auf ein wendelförmig um die Kopfradscheibe (1) geschlungenes Magnetband (9) blockweise geschrieben werden, und
daß die auf das Magnetband (9) geschriebenen Datenblöcke mit einem am Umfang der rotierenden Kopfradscheibe (1) befestigten wiedergebenden Magnetwandler (4), welcher in Drehrichtung (3) der rotierenden Kopfradscheibe (1) zeitlich dem aufzeichnenden Magnetwandler (2) folgt, mit zeitlicher Verzögerung zu den eingehenden Daten gelesen werden.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Korrelationsschaltung (13) zum Vergleich der eingehenden digital codierten Daten mit den gelesenen Daten und
einen frei adressierbaren Speicher (23) als Zwischenspeicher zum Verzögern nichtkorrelierender Daten für das zusätzliche Aufzeichnen in Lücken des Datenstroms, vorzugsweise in Austastlücken eines digital codierten Videosignals.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Überwachungsschaltung mit
einem Digital-Analog-Wandler (15) am Ausgang der Korrelationsschaltung (13),
einem Integrationsglied (26) am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers (15),
einer Vergleichsstufe (27), deren erster Eingang mit dem Integrationsglied (26) und deren zweiter Eingang mit einer Vergleichsspannungsquelle verbunden ist, und
einer Anzeigeeinrichtung (28) am Ausgang der Vergleichsstufe (27).