DE4442421A1

DE4442421A1 - Drehkopfaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung mit Speicher und Verfahren zum Vermeiden von Drop-In- und Drop-Out-Fehlern

Info

Publication number: DE4442421A1
Application number: DE4442421A
Authority: DE
Inventors: Jang-Zern Tsai; Chin-Chuan Liang
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1993-12-02
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1995-08-17
Also published as: US5499147A

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:

a) Verschachtelung

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.

b) Paritätsüberprüfung

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.

c) Fehlerkorrekturcodes (ECC)

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.

d)Auslesen nach Einschreiben (RAW)

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 A_n auf dem Band aufzeichnet. Einige Zeit T nach Abtastung der Magnetspur A_n durch den Aufzeichnungskopf Ar zum Zwecke der Aufzeichnung tastet der Wiedergabekopf Ap die gleiche Magnetspur A_n 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 A_n ab, unmittelbar bevor der Wiedergabekopf Ap die nächste Magnetspur A_n+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 A_n in die RAM-Bank 307 eingegeben und ECC- codiert werden, auf der Magnetspur A_n+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 A_n) eine Zeitdauer T ab, nachdem der Aufzeichnungskopf Ar Daten- Bytes auf der Magnetspur A_n 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 A_n+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.

Anmerkung zu Fig. 9A

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.

Anmerkung zu Fig. 9B

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

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.