DE4442421A1 - Drehkopfaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung mit Speicher und Verfahren zum Vermeiden von Drop-In- und Drop-Out-Fehlern - Google Patents
Drehkopfaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung mit Speicher und Verfahren zum Vermeiden von Drop-In- und Drop-Out-FehlernInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Aufzeichnung und
Wiedergabe von Signalen unter Verwendung einer
Bandaufzeichnungsvorrichtung. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf ein Verfahren und ein System zum
Aufzeichnen von digitalen Signalen auf einem Magnetband in
einer Art und Weise, daß das Auftreten von Drop-In-
(Eingabe) und Drop-Out (Ausgabe)-Fehlern reduziert oder
eliminiert wird.
Eine weitverbreitete Bandaufzeichnungsvorrichtung zum Auf
zeichnen von Audiosignalen auf einem Magnetband und zur
Wiedergabe von Audiosignalen von einem Magnetband ist die
digitale Drehkopf-Audiobandvorrichtung (R-DAT). Die
allgemeine Ausführungsform einer derartigen
R-DAT-Vorrichtung ist in der Veröffentlichung "The Dat
Conference, The Dat Conference Standard", März 1988
beschrieben. Die US-PS 4 841 390 und das japanische
Patentdokument 59-231713 beschreiben ebenfalls
R-DAT-Vorrichtungen. Eine R-DAT-Vorrichtung zur Verwendung
als Datenspeichervorrichtung, z. B. in einem
Computersystem, wurde von K. Odaka, E. Tan und B.
Vermeulen in "Designing a Data Storage Format for Digital
Audio Tape (DAT)", Rev. B, Oktober 1988 beschrieben. Siehe
ferner die europäischen Patentanmeldungen EP 0 272 130 und
EP 0 314 456.
Fig. 5 zeigt ein Computersystem 10, bei dem eine
R-DAT-Vorrichtung 22 zur Datenspeicherung Verwendung
findet. Das Computersystem 10 besitzt eine CPU oder einen
Prozessor 12 zur Ausführung von Befehlen, einen
Hauptspeicher 14 und einen Plattenspeicher 16 zum
Speichern von Daten und Befehlen, eine Tastatur 18 zum
Empfang von manuell eingegebenen Daten und Befehlen, eine
Anzeigevorrichtung 20, eine R-DAT-Vorrichtung 22 und einen
Bus 24 zum Übertragen von Daten und Fehlern zwischen jeder
Vorrichtung. Beispielsweise wird die R-DAT-Vorrichtung 22
als Daten-Streamer verwendet, z. B. die R-DAT-Vorrichtung
kann periodisch zum Archivieren oder Unterstützen des
Plattenspeichers 16 eingesetzt werden.
In einer R-DAT-Vorrichtung werden Signale in digitaler
Form auf einem Magnetband aufgezeichnet. Wie in Fig. 6
gezeigt, sind auf dem Magnetband 1 Magnetspuren 2 schief
zur Längsrichtung des Bandes 1 ausgebildet. In typischer
Weise werden die Spuren 2 abwechselnd durch ein Paar von
Aufzeichnungsköpfen A und B mit unterschiedlichen
Azimuth-Winkeln erzeugt. (Die Köpfe A und B sind in einem
Winkelabstand von 180° voneinander am Außenumfang einer
rotierenden Trommel angeordnet, um die das Band teilweise
gewickelt ist.) Jedes Paar von "Plus-Azimuth"- und "Minus-
Azimuth"-Spuren bildet einen Rahmen. Wie dargestellt, ist
jede Spur in einen PCM-Bereich, der 128 Blöcke von
aufgezeichneten Daten enthält, Sub1- und Sub2-
Datenbereiche, die jeweils acht Blöcke von Pack-Daten
enthalten, und ATF(Automatic Track Following)-Bereiche,
die zur Spurführungsservosteuerung während der Wiedergabe
verwendet werden, unterteilt.
Wie in Fig. 7A gezeigt, umfaßt jeder PCM-Block Bytes W1,
W2 und W3, wobei W1 und W2 Block-ID-Codes sind und W3 ein
Paritätsbyte ist (das der Bit-weisen ausschließlichen
ODER-Verknüpfung zwischen W1 und W2 entspricht). Jeder
PCM-Block besitzt ferner ein Sync-Byte und zweiunddreißig
PCM-Daten-Bytes. Wie in Fig. 7B gezeigt, umfaßt jeder
SUB-Block Bytes W1, W2 und W3, wobei W1 und W2
Block-ID-Codes sind und W3 ein Paritätsbyte ist (das der
Bit-weisen ausschließlichen ODER-Verknüpfung zwischen W1
und W2 entspricht). Jeder SUB-Block weist ebenfalls ein
Sync-Byte und zweiunddreißig Pack-Daten-Bytes auf.
Bei der Aufzeichnung von Daten-Bytes auf dem Magnetband 1
und der Wiedergabe von Daten-Bytes von dem Magnetband
können Fehler, einschließlich Drop-out-Fehler und
Drop-In-Fehler, auftreten. Ein Drop-out-Fehler tritt auf,
wenn sich der Signalpegel der auf dem Band 1
aufgezeichneten Daten-Bytes derart verschlechtert hat, daß
die Daten-Bytes nicht mehr wiedergegeben werden können.
Ein Drop-in-Fehler tritt auf, wenn ein altes Band, auf dem
vorher alte Daten-Bytes aufgezeichnet wurden, zum
Aufzeichnen von neuen Daten-Bytes verwendet wird.
Fig. 8 zeigt, wie ein Drop-out-Fehler auftritt. Eine
herkömmliche R-DAT-Vorrichtung besitzt keinen Löschkopf.
Vielmehr werden neue Daten-Bytes einfach über alten
Daten-Bytes aufgezeichnet. Wie in Fig. 8 gezeigt, sollen
neue Daten-Bytes über alten Daten-Bytes 3 auf einer Spur 4
aufgezeichnet werden. Aufgrund irgendeines Ereignisses
oder Zustandes, wie beispielsweise eines Staubpartikels,
das zwischen dem Aufzeichnungskopf vorhanden ist, der die
Spur 4 abtasten soll, um die neuen Daten-Bytes auf dem
Band 1 aufzuzeichnen, findet jedoch kein Überschreiben der
alten Daten-Bytes 3 durch die neuen Daten-Bytes statt.
Somit bleiben die alten Daten-Bytes 3 auf der
Magnetspur 4.
Eine R-DAT-Vorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von
Signalen besitzt diverse Fehlerdetektions- und
Fehlerkorrekturmechanismen einschließlich:
Bei der üblichen Audioaufzeichnung werden der linke und
rechte Audiokanal alle 30 msec in einem einzigen Rahmen
aufgezeichnet, der ein Paar von Spuren - eine Plus-
Azimuth-Spur und eine Minus-Azimuth-Spur - umfaßt. Nach
einem Verschachtelungsschema wird jedes Byte (Muster des
linken oder rechten Kanales) innerhalb eines Rahmens in
den PCM-Datenbereichen der Spuren des Rahmens derart
aufgezeichnet, daß benachbarte Muster soweit wie möglich
voneinander beabstandet sind. Die Fig. 9A und 9B zeigen
die Verschachtelungsformate für die Plus-Azimuth-Spur und
die Minus-Azimuth-Spur. In den Fig. 9A und 9B ist der
Block Aiu ein oberes Byte des i-ten Musters des linken
Kanales, Ail ist das untere Byte des i-ten Musters des
linken Kanales, Biu ist das obere Byte des i-ten Musters
des rechten Kanales und Bil ist das untere Byte des i-ten
Musters des rechten Kanales. Px,y und Qx,y sind
Paritätssymbole von Fehlerkorrekturcodes (ECC) C1 (32, 28, 5)
und C2 (32, 24, 7), die nachfolgend erläutert werden.
Das Verschachtelungsformat erleichtert die "Concealment"-
Operation, mit der durch Drop-Out-Fehler oder "Burst"-
Fehler verlorene Bytes rekonstruiert werden. (Ein "Burst-
Fehler" ist ein Fehler, bei dem auf einer Spur
aufgezeichnete benachbarte Bytes verlorengehen.) In einer
Concealment-Operation werden verlorene Daten-Bytes durch
Interpolation, Glätten oder Halten des vorhergehenden
Musters aus ein oder mehreren benachbarten
wiedergewonnenen Daten-Bytes rekonstruiert. Durch das
Zerstreuen von benachbarten Mustern soweit wie möglich
steigt die Wahrscheinlichkeit an, daß verlorene Daten-
Bytes nicht benachbart zueinander angeordnet sind, sondern
benachbart zu reproduzierbaren Daten-Bytes im
rekonstruierten Signal liegen. Diese benachbarten
reproduzierbaren Daten-Bytes können in der Concealment-
Operation eingesetzt werden, um die verlorenen Daten-Bytes
wiederzugewinnen.
Beispielsweise wird ein aufzuzeichnendes Digitalsignal in
eine Reihe von acht Bit langen Einheiten aufgeteilt, die
moduliert werden, um zehn Bit lange Einheiten zu erzeugen.
Die acht Bit langen Einheiten werden in zweiunddreißig
Byte-Blöcken aufgezeichnet, die auch W1(ID1)-, W2(ID2)-
und W3(= W1 XOR W2)-Bytes (vorstehend beschrieben)
enthalten. Wenn das Signal vom Band wiedergegeben wird,
werden die acht Bits der Daten-Bytes demoduliert, und es
wird eine Paritätsüberprüfung am gesamten Block
durchgeführt, wobei Block-ID-Codes W1, W2 und das
Paritätsüberprüfungsbyte W3 verwendet werden. Mit anderen
Worten, die R-DAT-Vorrichtung verifiziert für die
wiedergegebenen Bytes W1, W2 und W3, daß W3 = W1 XOR W2
ist.
Das Verfahren des ECC-Vercoden wird mit PACK- und PCM-
Daten während des Aufzeichnungsprozesses unter Verwendung
eines Reed-Solomon-Codes durchgeführt. Wenn die
R-DAT-Vorrichtung für Audio verwendet wird, werden zwei
ECC-Codes C1 (32, 28, 5) und C2 (32, 26, 7) eingesetzt. Wenn die
R-DAT-Vorrichtung zur Datenspeicherung verwendet wird,
findet ein dritter Code C3 Verwendung. Die ECC-Codes
sorgen für die Detektion und Korrektur von Fehlern, wenn
die Zahl der Fehler innerhalb der Fehlerdetektions- und
Fehlerkorrekturmöglichkeiten der ECC-Codes L1, C2 und C3
liegt.
Eine R-DAT-Vorrichtung, die zur Datenspeicherung verwendet
wird, kann (wie nachfolgend beschrieben) jede Spur
unmittelbar nach der Aufzeichnung wiedergeben. Wenn die
wiedergegebenen Daten Fehler enthalten, werden sie erneut
auf dem Band aufgezeichnet.
Wie aus den vorstehenden Erläuterungen deutlich wird, sind
für eine R-DAT-Vorrichtung, die zur Datenspeicherung
dient, mehr Fehlerkorrektur- und -detektionsmöglichkeiten
vorhanden als für eine R-DAT-Vorrichtung, die für Audio-
Zwecke eingesetzt wird. Der Grund dafür besteht darin, daß
bei der Audio-Wiedergabe Fehler, die unter Verwendung der
vorstehend beschriebenen Mechanismen nicht korrigiert oder
detektiert werden, unter Einsatz einer Concealment-
Operation vermieden werden können. Dies ist nicht möglich
bei der Datenspeicherung, bei der eine absolut genaue
Datenwiedergabe kritisch ist.
Fig. 10 zeigt eine herkömmliche R-DAT-Vorrichtung 300,
die zur Datenspeicherung dient. Die R-DAT-Vorrichtung 300
besitzt einen Timing-Generator 304 zum Synchronisieren der
Operation der R-DAT-Vorrichtung 300. Wie gezeigt, besitzt
die R-DAT-Vorrichtung 300 vier Köpfe, nämlich zwei
Aufzeichnungsköpfe Ar, Br und zwei Wiedergabeköpfe Ap, Bp.
Jeder Wiedergabekopf Ap oder Bp ist am Außenumfang einer
rotierenden Trommel 301 in einem Winkelabstand von 270°
(in Drehrichtung der Trommel 301) von einem entsprechenden
Aufzeichnungskopf Ar oder Br angeordnet. Während der
üblichen Wiedergabe wird ein Signal von einer Spur auf
einem Magnetband 320 wiedergegeben, das teilweise um die
Drehtrommel 301 über einen der Wiedergabeköpfe Ap oder Bp
gewickelt ist. Die Wiedergabeköpfe Ap und Bp wandeln
magnetische Signale auf dem Band in elektrische Signale
um, die in den Verstärkern 313 und 310 verstärkt werden.
Das vom Verstärker 310 abgegebene verstärkte Signal wird
einer ATF-Schaltung 308 zugeführt. Die ATF-Schaltung 308
gibt ein Spurführungsfehlersignal an eine Kapstan-
Servoeinrichtung 303 ab. Die Kapstan-Servoeinrichtung 303
steuert die Spurführung in Abhängigkeit vom
Spurführungsfehlersignal. Sie steuert ferner einen
Kapstan-Motor in Abhängigkeit von der Frequenz- und
Phaseninformationsrückkopplung vom Kapstan-Motor. In
entsprechender Weise steuert eine Trommelservoeinrichtung
302 einen Trommelmotor in Abhängigkeit von einer Frequenz- und
Phaseninformationsrückkopplung vom Trommelmotor.
Das vom Verstärker 313 abgegebene Signal wird einem
Equalizer 314 zugeführt. Das vom Equalizer 314 abgegebene
Signal wird einer PLL-Schaltung 315 zugeführt. Ein von der
PLL-Schaltung 315 abgegebenes Signal und das vom Equalizer
314 abgegebene Signal werden einer Demodulator-Schaltung 316
zugeführt. Das vom Equalizer 314 abgegebene Signal
wird in Zehn-Bit-Einheiten organisiert. Die Demodulator-
Schaltung 316 demoduliert das Signal in 8 Bit-Einheiten
und führt eine Paritätsüberprüfung mit den demodulierten
Daten-Bytes durch. Wenn die demodulierten Daten-Bytes die
Paritätsüberprüfung passieren, werden sie in eine RAM-Bank
307 eingegeben.
Danach führt die ECC-Schaltung 306 eine Fehlerdetektion
und Fehlerkorrektur mit den Daten-Bytes in der RAM-Bank
307 durch. Hiernach werden die PACK-Daten-Bytes über die
Untercode-Schnittstelle 309 an eine Host-Schnittstelle 318
abgegeben. Beispielsweise verbindet die
Host-Schnittstelle 318 die R-DAT-Vorrichtung 300 mit einem
Computer, beispielsweise dem Computer 10 der Fig. 5.
Ferner werden die PCM-Daten-Bytes an eine
PCM-Schnittstelle 305 abgegeben, wo sie entschachtelt
werden. Die entschachtelten PCM-Daten-Bytes werden dann an
die Host-Schnittstelle 318 abgegeben.
Beispielsweise zeichnet die R-DAT-Vorrichtung 300 die
Daten-Bytes unter Einsatz eines RAW-Verfahrens auf. Zuerst
werden die PCM-Daten-Bytes und PACK-Daten-Bytes von der
Host-Schnittstelle 318 der PCM-Schnittstelle 305 und der
Untercode-Schnittstelle 309 zugeführt. Die PCM-Daten-Bytes
werden in der PCM-Schnittstelle 305 verschachtelt. Die
verschachtelten PCM-Daten-Bytes und PACK-Daten-Bytes
werden dann kombiniert und in der RAM-Bank 307
gespeichert. Die kombinierten Daten-Bytes werden dann
durch die ECC-Schaltung 306 ECC-codiert. Die codierten
Daten-Bytes (in 8 Bit-Form) werden in
Zehn-Bit-Dateneinheiten im Modulator 311 moduliert, wobei
eine Umwandlungstabelle von 8 auf 10 Verwendung findet.
Das Signal in Zehn-Bit-Form wird dann über den
Verstärker 312 an einen der Aufzeichnungsköpfe Ar oder Br
abgegeben. Der Aufzeichnungskopf Ar oder Br zeichnet ein
magnetisches Signal auf, das das Datensignal auf dem
Magnetband repräsentiert.
Im RAW-Prozeß werden die Daten-Bytes nach dem Aufzeichnen
wiedergegeben, um zu verifizieren, daß sie richtig
aufgezeichnet worden sind. Dies wird in der folgenden
Weise erreicht. Unter Bezugnahme auf Fig. 11 wird
vorausgesetzt, daß der Aufzeichnungskopf Ar eine
Magnetspur von Daten-Bytes An auf dem Band aufzeichnet.
Einige Zeit T nach Abtastung der Magnetspur An durch den
Aufzeichnungskopf Ar zum Zwecke der Aufzeichnung tastet
der Wiedergabekopf Ap die gleiche Magnetspur An ab und gibt
die darauf gespeicherten Daten-Bytes wieder. Wie
dargestellt, ist der Wiedergabekopf Ap in einem
Winkelabstand des Trommelumfangs von 270° vom
Aufzeichnungskopf Ar angeordnet und tastet daher die
Magnetspur An ab, unmittelbar bevor der Wiedergabekopf Ap
die nächste Magnetspur An+1 abtastet.
Die wiedergegebenen Daten-Bytes werden wie bei der
normalen Wiedergabe der Demodulatorschaltung 316
zugeführt. Die Demodulatorschaltung 316 führt eine
Paritätsüberprüfung mit den Daten-Bytes durch. Desweiteren
führt die ECC-Schaltung 306 eine ECC-Überprüfung mit den
Daten-Bytes durch. Wenn die Daten keine Überprüfung
überstehen, werden sie erneut auf dem Band aufgezeichnet.
Anderenfalls werden sie als gültig angesehen, und der
Aufzeichnungskopf Ar zeichnet die nächsten Daten-Bytes,
die parallel zur Wiedergabe der Daten-Bytes von der
Magnetspur An in die RAM-Bank 307 eingegeben und ECC-
codiert werden, auf der Magnetspur An+1 des Bandes auf.
Der RAW-Prozeß nach dem Stand der Technik bei der
R-DAT-Vorrichtung 300 ist nachteilig. Die ECC-Überprüfung
und Paritätsüberprüfung stellen nur grobe Verfahren zur
Fehlerdetektion dar. Desweiteren wird durch den RAW-Prozeß
die Belastung der ECC-Schaltung 306 erhöht. Somit muß eine
ECC-Schaltung 306 eine ausreichende Geschwindigkeit
besitzen, um sowohl aufzuzeichnende Daten-Bytes auf einer
Magnetspur zu codieren als auch von einer vorgehenden
Magnetspur wiedergegebene Daten-Bytes für
Verifizierungszwecke innerhalb der zeitlichen Grenzen der
Operation der R-DAT-Vorrichtung zu decodieren. Desweiteren
kann selbst die ECC-Decodierung beim Detektieren von
Drop-In-Fehlern versagen. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß die alten vorher vorhandenen Daten-Bytes, über die die
R-DAT-Vorrichtung keine Aufzeichnung durchführen kann,
fehlerfrei sein können, obwohl es sich um die inkorrekten
Daten-Bytes handelt.
Die europäische Patentanmeldung 0 297 809 beschreibt ein
Verfahren zum Detektieren von Drop-In-Fehlern infolge von
Kopfverstopfungen in einer R-DAT-Vorrichtung, die zur
Datenspeicherung verwendet wird, bei dem es sich nicht um
ein RAW-Verfahren handelt. In diesem Prozeß wird ein
Abschnitt der PCM-Daten-Bytes einer jeden Magnetspur der
Speicherung von Kopfinformationen zugeteilt. Jedem Daten-
Byte wird Kopfinformationen zugeordnet. Wenn die Daten-
Byte-Spuren wiedergegeben werden, werden die
Kopfinformationen eines jeden Paares von wiedergegebenen
Spuren eines jeden Rahmens verglichen. Wenn die
Informationen nicht identisch sind, wird ein
Drop-In-Fehler detektiert. Dieses Verfahren sieht nur eine
begrenzte Drop-In-Fehlerdetektion zum Detektieren einer
einzigen Magnetspur vor, die nicht überzeichnet wurde. Es
wird wenig oder gar kein Schutz gewährt, wenn nur ein
Abschnitt einer Magnetspur (z. B. ein Unterbereich) oder
ein Paar von Magnetspuren nicht überzeichnet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.
Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende
Erfindung gelöst, die noch eine weitere Ausführungsform
einer Fehlerdetektion für die RAW-Aufzeichnung vorsieht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Signal,
nachdem es aufgezeichnet worden ist, zeitweise in einem
Speicher der Aufzeichnungsvorrichtung gehalten. Wenn das
Signal zum Zwecke der Inkraftsetzung wiedergegeben wird,
wird es mit der Originalkopie im Speicher der
Bandaufzeichnungsvorrichtung verglichen. Auf der Basis von
Differenzen zwischen dem Originalsignal im Speicher und
dem wiedergegebenen Signal kann die
Bandaufzeichnungsvorrichtung feststellen, ob das Signal
erneut auf dem Band aufgezeichnet werden muß oder nicht.
Beispielsweise wird während des Vergleichsschrittes ein
Zuverlässigkeitsindex erzeugt, der die Fähigkeit zur
exakten Wiedergabe des Signales (d. h. in einer ECC-
Schaltung unter Verwendung der Reed Solomon Codierung)
trotz des Vorhandenseins von einigen Fehlern im Signal
anzeigt.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Bandaufzeichnungsvor
richtung mit einem Speicher zum Speichern eines auf einem
Band aufzuzeichnenden Signales versehen. Die Bandaufzeich
nungsvorrichtung besitzt einen Aufzeichnungskopf zum Auf
zeichnen des im Speicher gespeicherten Signales. Sie be
sitzt ferner einen Wiedergabekopf zum Wiedergeben des
durch den Aufzeichnungskopf auf dem Band aufgezeichneten
Signales. Des weiteren besitzt die Bandaufzeichnungsvor
richtung eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen des vom
Wiedergabekopf wiedergegebenen Signales mit dem im
Speicher gespeicherten Signal. In Abhängigkeit von
Fehlern, die von der Vergleichsschaltung im wiedergegebe
nen Signal identifiziert werden, wird das Signal im
Speicher auf dem Band aufgezeichnet.
Beispielsweise handelt es sich bei der Bandaufzeichnungs
vorrichtung um eine R-DAT-Vorrichtung, die digitale
Signale auf einem Magnetband aufzeichnet und wiedergibt.
Obwohl eine derartige R-DAT-Vorrichtung gemäß der
vorstehend beschriebenen Ausführungsform für eine Reihe
von unterschiedlichen Anwendungsfällen, beispielsweise
Audio, eingesetzt werden kann, ist sie besonders geeignet
zur Datenspeicherung, z. B. in einem Computersystem. Dies
ist darauf zurückzuführen, daß mit der Erfindung
Drop-In-Fehler vollständig eliminiert werden können und in
bezug auf Drop-Out-Fehler eine bessere Kontrolle
vorgesehen werden kann. Auf diese Weise wird die
Zuverlässigkeit der auf dem Band aufgezeichneten Daten
stark verbessert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer
Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Bandaufzeichnungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 schematisch ein Ablaufdiagramm eines Auf
zeichnungsvorgangs, der gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
durchgeführt wird;
Fig. 3 das Timing der Abtastung des Aufzeichnungs- und
Wiedergabekopfes der in Fig. 1 gezeigten
Bandaufzeichnungsvorrichtung;
Fig. 4A, Fig. 4B, Fig. 4C zeigen das erneute Aufzeichnen von Rahmen im
Falle eines Fehlers bei der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 5 ein herkömmliches Computersystem, bei dem ein
Bandantrieb zur Datenspeicherung Verwendung
findet;
Fig. 6 das herkömmliche Layout von Magnetspuren, das
durch eine Drehkopf-Bandaufzeichnungs-Vorrichtung
erzeugt wird;
Fig. 7A einen herkömmlichen PCM-Blockaufbau;
Fig. 7B einen herkömmlichen SUB-Blockaufbau;
Fig. 8 das Auftreten eines Drop-In-Fehlers;
Fig. 9A, Fig. 9B eine herkömmliche Verschachtelung von
Magnetspuren;
Fig. 10 eine herkömmliche R-DAT-Vorrichtung, mit der eine
RAW-Operation durchgeführt werden kann;
Fig. 11 zeigt die Abtastung der Aufzeichnungs- und
Wiedergabeköpfe der in Fig. 10 gezeigten R-DAT-
Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Bandaufzeichnungsvorrichtung 400 gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beispielsweise handelt es sich bei der in Fig. 1
gezeigten Bandaufzeichnungsvorrichtung 400 um eine
R-DAT-Vorrichtung, die der in Fig. 10 dargestellten
R-DAT-Vorrichtung entspricht. Die R-DAT-Vorrichtung 400
besitzt beispielsweise eine Timing-Steuereinrichtung 404
zum Synchronisieren der Operation der R-DAT-Vorrichtung
400. Sie hat darüber hinaus eine drehbare Trommel 401 mit
zwei Aufzeichnungsköpfen Ar, Br und zwei Wiedergabeköpfen
Ap, Bp. Von den Aufzeichnungsköpfen erzeugte Signale
werden Verstärkern 413 und 420 zugeführt. Ein vom
Verstärker 420 abgegebenes Signal wird einer ATF-
Schaltung 417 zugeführt, die ein Spurführungsfehlersignal
einer Kapstan-Servoeinrichtung 403 zuführt. Das vom
Verstärker 413 abgegebene Signal wird einem Equalizer 414
zugeführt. Das Ausgangssignal des Equalizers wird direkt
und über eine PLL-Schaltung 415 einer
Demodulatorschaltung 416 zugeführt.
Eine RAM-Bank 407 ist vorgesehen, auf die ein
Modulator 411, der Demodulator 416, eine Untercode-
Schnittstelle 409, eine ECC-Schaltung 406 und eine
PCM-Schnittstelle 405 Zugriff haben. Ferner gibt die
Timing-Steuereinrichtung 404 ein geeignetes Timing-Signal
an den Demodulator 416, den Modulator 411, die
PCM-Schnittstelle 405, die ECC-Schaltung 406 und die
Untercode-Schnittstelle 409 ab. Sowohl die
PCM-Schnittstelle 405 als auch die Untercode-
Schnittstelle 409 sind an eine Host-Schnittstelle 418
angeschlossen. Der Modulator 411 gibt ein Signal über den
Verstärker 412 an die Aufzeichnungsköpfe Ar, Br ab.
Die R-DAT-Vorrichtung 490 unterscheidet sich von der
R-DAT-Vorrichtung 300 (Fig. 10) des Standes der Technik
dadurch, daß die Demodulatorschaltung 416 eine
Datenvergleichsschaltung 410 aufweist. Die
Datenvergleichsschaltung 410 ist in der Lage, jedes vom
Demodulator 416 demodulierte Daten-Byte mit seiner
entsprechenden Originalkopie in der RAM-Bank 407 zu
vergleichen. Beispielsweise führt die Vergleichsschaltung
410 eine Bit-weise ausschließliche NOR Verknüpfungs
funktion (oder Äquivalenzoperation) mit den
wiedergegebenen Daten-Bytes und den Originaldaten-Bytes in
der RAM-Bank 407 durch. Im wesentlichen stellt die
Vergleichsschaltung 410 fest, ob irgendwelche Unterschiede
zwischen den demodulierten Daten-Bytes und ihren
Originalkopien in der RAM-Bank 407 vorhanden sind. Jede
Differenz zeigt einen Fehler im wiedergegebenen Signal an.
Auf der Basis dieser Differenzen erzeugt die
Vergleichsschaltung 410 einen Zuverlässigkeitsindex. Der
erzeugte Zuverlässigkeitsindex kann von der Fähigkeit der
R-DAT-Vorrichtung 400 abhängen, die Daten-Bytes während
der gewöhnlichen Wiedergabe zu rekonstruieren (d. h. durch
ECC-Decodieren). Dieser Zuverlässigkeitsindex wird der
Host-Schnittstelle 418 zugeführt, die feststellt, ob die
Daten-Bytes gültig sind oder erneut aufgezeichnet werden
müssen.
Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das schematisch einen
RAW-Aufzeichnungsprozeß gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. Beispielsweise kann der
RAW-Aufzeichnungsprozeß der Fig. 2 durch die
R-DAT-Vorrichtung 400 der Fig. 10 durchgeführt werden.
In einem ersten Schritt 110 überträgt die Host-Schnitt
stelle 418 aufzuzeichnende Daten-Bytes über die
PCM-Schnittstelle 405 und die Untercode-Schnittstelle 406
in die RAM-Bank 407. In Schritt 120 werden die Daten-Bytes
in der ECC-Schaltung 406 codiert. In Schritt 130 werden
die codierten Daten-Bytes im Modulator 411 von 8 auf 10
Bits moduliert und an einen der Aufzeichnungsköpfe, z. B.
den Aufzeichnungskopf Ar, über den Verstärker 412
abgegeben. Die ursprünglichen nicht modulierten Daten-
Bytes werden jedoch in der RAM-Bank 407 gelöscht oder
überschrieben. Sie werden vielmehr zeitweise in der
RAM-Bank 407 aufrechterhalten. Der Aufzeichnungskopf Ar
zeichnet die modulierten Daten-Bytes auf dem Band in
Schritt 140 auf.
In Schritt 150 gibt der Wiedergabekopf Ap die auf dem Band
durch den Aufzeichnungskopf Ar aufgezeichneten Daten-Bytes
wieder. Wie in Fig. 3 gezeigt, tastet beispielsweise der
Wiedergabekopf Ap jede Magnetspur (z. B. die Spur An) eine
Zeitdauer T ab, nachdem der Aufzeichnungskopf Ar Daten-
Bytes auf der Magnetspur An aufgezeichnet hat. Wie
dargestellt, entspricht die Zeitdauer T der Zeit, die
während einer Drehung der Trommel 401 um 270° abgelaufen
ist.
In Schritt 160 werden die wiedergegebenen Daten-Bytes in
der Demodulatorschaltung 416 in die 8 Bit-Form
demoduliert. In Schritt 170 vergleicht die
Vergleichsschaltung 410 die demodulierten Daten-Bytes mit
der Originalkopie der in der RAM-Bank 407 gespeicherten
Daten. Auf der Basis von Fehlern im wiedergegebenen
Signal, d. h. Unterschieden zwischen den vom Band
wiedergegebenen demodulierten Daten und der Originalkopie
der Daten, erzeugt die Vergleichsschaltung 410 einen
Zuverlässigkeitsindex der vom Band wiedergegebenen Daten-
Bytes. In Schritt 180 empfängt die Host-Schnittstelle 418
den Zuverlässigkeitsindex und bestimmt, ob die Daten-Bytes
richtig auf dem Band aufgezeichnet worden sind oder nicht.
Im wesentlichen stellt die Host-Schnittstelle 418 fest, ob
die Daten rekonstruiert werden können (mit Maßnahmen für
das spätere Auftreten von Drop-Out-Fehlern, die über die
Zeit oder durch wiederholte Benutzung des Bandes auftreten
können). Beispielsweise kann die Host-Schnittstelle eine
vorgegebene Schwellen-Zuverlässigkeitskonstante verwenden.
In einem solchen Fall vergleicht die Host-Schnittstelle
den Zuverlässigkeitsindex mit der Schwellen-Zuverlässig
keitskonstanten. Wenn der Zuverlässigkeitsindex den
Schwellenwert übersteigt, werden die Daten zurückgewiesen.
Wenn der Zuverlässigkeitsindex dem Schwellenwert
entspricht oder unter diesem liegt, werden die Daten-Bytes
akzeptiert.
Wenn die Daten zurückgewiesen werden, zweigt das Programm
zu Schritt 130 ab. In diesem Schritt wird bewirkt, daß die
Daten-Bytes erneut auf dem Band aufgezeichnet werden.
Beispielsweise werden die Vergleichsschritte 170-180 mit
ausreichender Geschwindigkeit durchgeführt, so daß die
Daten vom Aufzeichnungskopf Ar auf der Magnetspur An+2
(siehe Fig. 3) erneut aufgezeichnet werden können falls
erforderlich. Infolge des Verschachtelungsformates (in den
Fig. 9A und 9B gezeigt) werden die Daten-Bytes eines
Rahmens in verschachtelter Weise auf einem Paar von
Magnetspuren A und B aufgezeichnet. Wenn eine Spur oder
beide Spuren zurückgewiesen werden, muß auf beiden Spuren
erneut aufgezeichnet werden. Dies ist besser in den
Fig. 4A, 4B und 4C verdeutlicht.
Gemäß Fig. 4A detektiert die Demodulatorschaltung 416
einen Fehler im kürzlich aufgezeichneten Rahmen 5 zum
Zeitpunkt T₁. Der Rahmen 5 wird somit zum Zeitpunkt T₂
erneut aufgezeichnet, wonach die Rahmen 6, 7, 8 . . . folgen.
Rahmen 6 wird erneut aufgezeichnet, obwohl kein Fehler
hierin detektiert wurde.
Gemäß Fig. 4B detektiert die Demodulatorschaltung 416
einen Fehler im Rahmen 5 zum Zeitpunkt T₁. Die Rahmen 5 und
6 werden somit zum Zeitpunkt T₂ erneut aufgezeichnet. Der
Demodulator detektiert dann einen Fehler bei der zweiten
Aufzeichnung des Rahmens 5 zum Zeitpunkt T₃. Somit werden
die Rahmen 5 und 6 zum Zeitpunkt T₄ erneut aufgezeichnet.
Fig. 4C zeigt eine Situation, bei der ein Fehler zum
Zeitpunkt T₁ bei der ersten Aufzeichnung des Rahmens 5
detektiert wurde, was eine erneute Aufzeichnung vom Rahmen
5 zum Zeitpunkt T₂ veranlaßt. Dann wird zum Zeitpunkt T₃
ein Fehler bei der zweiten Aufzeichnung des Rahmens 6
detektiert, was eine erneute Aufzeichnung vom Rahmen 6 zum
Zeitpunkt T₄ veranlaßt.
Wenn die Daten nicht zurückgewiesen werden, zweigt das
Programm zu Schritt 110 ab. Somit werden die nächsten auf
zuzeichnenden Daten-Bytes in die RAM-Bank 407 eingegeben.
Alternativ dazu können die nächsten Daten-Bytes bereits in
die RAM-Bank 407 eingegeben und ECC-codiert worden sein.
In diesem Fall werden die nächsten Daten-Bytes einfach auf
dem Band aufgezeichnet. Der RAW-Prozeß der Fig. 2 wird
wiederholt, falls erforderlich, um sämtliche der
aufzuzeichnenden oder erneut aufzuzeichnenden Daten-Bytes
aufzuzeichnen.
Bei dem vorstehend beschriebenen RAW-Prozeß werden die vom
Band wiedergegebenen Daten-Bytes, nachdem sie
aufgezeichnet worden sind, mit der Originalkopie der in
der RAM-Bank gespeicherten Daten verglichen. Dies setzt
die R-DAT-Vorrichtung 400 in die Lage, sicherzustellen,
daß die Daten-Bytes anfangs mit 100%iger Genauigkeit
(d. h. vollständig fehlerfrei) gespeichert werden, falls
gewünscht. Darüber hinaus kann die R-DAT-Vorrichtung 400
sicherstellen, daß die wiedergegebenen Daten-Bytes
tatsächlich die Daten sind, die auf dem Band aufgezeichnet
werden sollten, und keine alten, bereits vorher auf dem
Band vorhandenen Daten-Bytes sind. Mit anderen Worten, mit
dem vorstehend beschriebenen RAW-Prozeß können
Drop-In-Fehler detektiert werden. Dies ist möglich, da die
wiedergegebenen Daten-Bytes unter Verwendung von
Fehlerdetektionsinformationen, die in den wiedergegebenen
Daten-Bytes vorhanden sind, nicht allein "selbst" getestet
werden. Die wiedergegebenen Daten-Bytes werden vielmehr
mit der Originalkopie dieser Daten verglichen, die in der
RAM-Bank 407 gespeichert sind. Wenn daher alte, bereits
vorher vorhandene Daten-Bytes, die ansonsten fehlerfrei
sind, wiedergegeben werden sollen, werden sie als
fehlerhaft detektiert, wenn sie mit der Originalkopie der
in der RAM-Bank 407 gespeicherten Daten-Bytes verglichen
werden.
Kurz gesagt, es werden eine Bandaufzeichnungsvorrichtung
und ein Verfahren zur Aufzeichnung von Signalen offenbart.
Die Vorrichtung umfaßt einen Speicher, einen
Aufzeichnungskopf, einen Wiedergabekopf und eine
Vergleichsschaltung. Der Aufzeichnungskopf dient zum
Aufzeichnen eines im Speicher gespeicherten Signales auf
einem Band. Der Wiedergabekopf dient zur Wiedergabe des
aufgezeichneten Signales. Die Vergleichsschaltung dient
zum Vergleichen des vom Wiedergabekopf wiedergegebenen
Signales mit dem im Speicher gespeicherten Signal. In
Abhängigkeit von der Zahl der Unterschiede zwischen dem
wiedergegebenen Signal und dem im Speicher gespeicherten
Signal zeichnet der Aufzeichnungskopf das Signal im
Speicher erneut auf dem Band auf. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sehen eine
verbesserte Fehlerdetektion bei der Aufzeichnung vor,
einschließlich der Fähigkeit, Drop-In- und Drop-Out-Fehler
zu detektieren.
Die Erfindung ist vorstehend in Verbindung mit speziellen
Ausführungsformen erläutert worden. Diese
Ausführungsformen sind jedoch lediglich beispielhafter
Natur. Zahlreiche andere Ausführungsformen können vom
Fachmann in Betracht gezogen werden, ohne den Inhalt und
Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche zu veranlassen.
Die Fig. 9A setzt sich aus den vier Teilfig. 9A (1)
bis Fig. 9A (4) zusammen, wobei die Teilfig. 9A (1) das
obere linke Viertel der Fig. 9A, die Teilfig. 9A (2) das
obere rechte Viertel der Fig. 9A, die Teilfig. 9A (3)
das untere linke Viertel und die Fig. 9A (4) das untere
rechte Viertel der Fig. 9A darstellen.
Die Fig. 9B setzt sich aus den vier Teilfig. 9B (1)
bis Fig. 9B (4) zusammen, wobei die Teilfig. 9B (1) das
obere linke Viertel der Fig. 9B, die Teilfig. 9B (2) das
obere rechte Viertel der Fig. 9B, die Teilfig. 9B (3)
das untere linke Viertel und die Fig. 9B (4) das untere
rechte Viertel der Fig. 9B darstellen.
Claims (18)
1. Verfahren zum Aufzeichnen eines Signales in einer
einen Speicher aufweisenden Bandaufzeichnungs
vorrichtung mit den folgenden Schritten:
- - Aufzeichnen eines im Speicher der Bandaufzeichnungs vorrichtung gespeicherten Signales auf einem Band, wobei der Schritt der Aufzeichnung das Verschachteln des Signals auf Paare von Spuren umfaßt,
- - Wiedergeben des aufgezeichneten Signales vom Band,
- - Vergleichen des wiedergegebenen Signales mit dem im Speicher gespeicherten Signal und
- - Aufzeichnen des im Speicher gespeicherten Signales auf dem Band, wenn ein Fehler im Vergleichsschritt detektiert wird, wobei in dem erneuten Aufzeichnungsschritt das Signal vom Fehler erneut aufgezeichnet wird, so daß eine durch die Verschachtelung gebildete Sequenz bewahrt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der
Vergleichsschritt desweiteren den Schritt der
Ermittlung von Differenzen zwischen dem
wiedergegebenen Signal und dem im Speicher
gespeicherten Signal umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das im Speicher
gespeicherte Signal und das vom Band wiedergegebene
Signal digitale Signale sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der
Vergleichsschritt des weiteren den Schritt einer
ausschließlichen NOR-Verknüpfung des wiedergegebenen
Signales mit dem im Speicher gespeicherten Signal
umfaßt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, das desweiteren den Schritt
der Erzeugung eines Zuverlässigkeitsindex auf der
Basis vom Auftreten von Fehlern im wiedergegebenen
Signal umfaßt, wobei das Signal erneut aufgezeichnet
wird, wenn der erzeugte Zuverlässigkeitsindex einen
Schwellenwert übersteigt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der erzeugte
Zuverlässigkeitsindex von der Fähigkeit der
Bandaufzeichnungsvorrichtung zur genauen Wiedergabe
des Signales vom Band abhängt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der
Aufzeichnung den Schritt des Drehens eines
Aufzeichnungskopfes der Bandaufzeichnungsvorrichtung
zur Abtastung einer ersten Spur des Bandes umfaßt, der
Schritt der Wiedergabe den Schritt des Drehens eines
Wiedergabekopfes der Bandaufzeichnungsvorrichtung zur
Abtastung der ersten Spur des Bandes aufweist und der
Schritt der erneuten Aufzeichnung das Drehen eines
Aufzeichnungskopfes der Bandaufzeichnungsvorrichtung
zur Abtastung einer zweiten Spur des Bandes umfaßt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im erneuten
Aufzeichnungsschritt beide Spuren des Paares der
Spuren in Abhängigkeit von einer Detektion des Fehlers
nur auf einer einzigen Spur des Paares der Spuren
erneut aufgezeichnet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Vergleichs
schritt den Schritt der Bit-weisen ausschießlichen
NOR-Verknüpfung des wiedergegebenen Signales mit dem
im Speicher gespeicherten Signal umfaßt.
10. Bandaufzeichnungsvorrichtung mit
- - einem Speicher zum Speichern eines auf einem Band aufzuzeichnenden Signales,
- - einem Aufzeichnungskopf zur Aufzeichnung des im Speicher gespeicherten Signales auf dem Band, wobei der Aufzeichnungskopf das Signal auf Paare von Spuren verschachtelt,
- - einem Wiedergabekopf zum Wiedergeben des auf dem Band durch den Aufzeichnungskopf aufgezeichneten Signales,
- - einer Vergleichsschaltung zum Vergleichen des vom Wiedergabekopf wiedergegebenen Signales mit dem im Speicher gespeicherten Signal und
- - einer Host-Schnittstelle, damit der Aufzeichnungskopf das im Speicher gespeicherte Signal aufzeichnet, wenn ein Ausgangssignal der Vergleichsschaltung einen Fehler anzeigt, wobei die Host-Schnittstelle bewirkt, daß der Aufzeichnungskopf das Signal von dem Fehler erneut aufzeichnet, so daß eine durch die Verschachtelung gebildete Sequenz bewahrt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei dem der Aufzeich
nungskopf das im Speicher gespeicherte Signal in Ab
hängigkeit von Fehlern im von der Vergleichsschaltung
detektierten wiedergegebenen Signal erneut auf dem
Band aufzeichnet.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die
Vergleichsschaltung Differenzen zwischen dem
wiedergegebenen Signal und dem im Speicher
gespeicherten Signal ermittelt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der das im Speicher
gespeicherte Signal und das vom Band wiedergegebene
Signal digitale Signale sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die
Vergleichsschaltung eine ausschließliche NOR-
Verknüpfung des wiedergegebenen Signales mit dem im
Speicher gespeicherten Signal durchführt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die
Vergleichsschaltung einen Zuverlässigkeitsindex auf
der Basis des Auftretens von Fehlern im
wiedergegebenen Signal erzeugt, wobei das Signal
erneut aufgezeichnet wird, wenn der erzeugte
Zuverlässigkeitsindex einen Schwellenwert übersteigt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der der erzeugte
Zuverlässigkeitsindex von der Fähigkeit der
Bandaufzeichnungsvorrichtung zur genauen Wiedergabe
des Signales vom Band abhängt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Signal auf
einer Spur aufgezeichnet wird, die schief zur
Längsrichtung des Bandes auf dem Band ausgebildet
wird, bei der der Aufzeichnungskopf und der
Wiedergabekopf auf dem Außenumfang einer Drehtrommel
angeordnet sind und bei der die Trommel den
Aufzeichnungskopf und Wiedergabekopf derart dreht, daß
der Wiedergabekopf die Spur des vom Aufzeichnungskopf
abgetasteten Bandes derart abtastet, daß das vom
Aufzeichnungskopf auf der Spur aufgezeichnete Signal
wiedergegeben wird.
18. Computersystem mit
- - einem Prozessor und
- - einer Bandaufzeichnungsvorrichtung, die an den Prozessor über einen Datenbus angeschlossen ist und zusätzlich folgende Elemente umfaßt:
- - einen Speicher zum Speichern eines auf dem Band zu speichernden Signales,
- - einen Aufzeichnungskopf zum Aufzeichnen des im Speicher gespeicherten Signales auf dem Band, wobei der Aufzeichnungskopf das Signal auf Paare von Spuren verschachtelt,
- - einen Wiedergabekopf zum Wiedergeben des auf dem Band aufgezeichneten Signales durch den Aufzeichnungskopf
- - eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen des vom Wiedergabekopf wiedergegebenen Signales mit dem im Speicher gespeicherten Signal und
- - eine Host-Schnittstelle, um zu bewirken, daß der Aufzeichnungskopf das im Speicher gespeicherte Signal aufzeichnet, wenn ein Ausgangssignal der Vergleichsschaltung einen Fehler anzeigt, wobei die Host-Schnittstelle bewirkt, daß der Aufzeichnungskopf das Signal vom Fehler erneut aufzeichnet, so daß eine durch die Verschachtelung gebildete Sequenz bewahrt wird.
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8131 | Rejection |