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Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Mittel für das
Schreiben von Daten auf ein Speichermedium, das
Servoabtastungen umfaßt, und insbesondere auf ein Verfahren und ein Mittel
zur Erhöhung der Anzahl an Servoabtastungen auf einer
Speicherplatte in einem Plattenlaufwerk oder einem Band in einem
Bandlaufwerk.
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Alle Plattenlaufwerke benötigen ein Mittel zur Bestimmung der
radialen Position der Lese-Schreib-Köpfe über der Platte, so
daß die Köpfe über jeder beliebigen Spur präzise positioniert
werden können. Normalerweise erfolgt dies dadurch, daß
Servoinformationen auf eine oder mehrere Plattenoberflächen
gesetzt werden, wo sie von magnetischen oder optischen
Leseköpfen gelesen werden können. Einige Plattenlaufwerke
weisen Servoinformationen nur auf einer zugeteilten Fläche
einer Platte in einem Plattenstapel auf. Die jüngste
Entwicklung geht jedoch dahin, diese Servoinformation mit den auf
jeder Plattenoberfläche gespeicherten Daten vermischt zu
speichern. Dieses letztere Verfahren wird bevorzugt, weil es bei
geringen Kosten implementiert werden kann, ohne daß neben den
Komponenten zur Speicherung von Daten zusätzliche Komponenten
erforderlich sind, und weil es die Servoinformationen an der
Datenoberfläche, auf die zugegriffen wird, liefert, wodurch
alle Ursachen wärmebedingter Spurfehler beseitigt werden.
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Auf einem Plattenlaufwerk in einem Festblockarchitekturformat
ist jede umlaufende Spur auf der Platte in mehrere Sektoren
unterteilt. Jeder Sektor besteht aus einem werksbeschriebenen
Teil und einem benutzerbeschriebenen Teil. Der
werksbeschriebene Teil ist der Servobereich, der die Servoinformation und
die Timing-Information zur Markierung des Sektorbeginns
enthält. Der benutzerbeschriebene Teil besteht aus einem
Datenbereich, der die tatsächlich zu speichernden Daten
enthält, und möglicherweise einem Identifikationsbereich, der
den Sektor identifiziert und fehlerhafte Sektoren markiert.
Jeder Sektor enthält viel Speicherplatz, in dem keine
Benutzerdaten gespeichert werden können.
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Schnelle Servosysteme erfordern häufige Positionsmessungen;
das heißt, eine hohe Servoabtastgeschwindigkeit. In
sektorenbezogenen Servoanordnungen wird dies erreicht, indem jede Spur
auf der Platte in eine größere Anzahl kleinerer Sektoren
unterteilt wird. Als Ergebnis wird ein großer Teil der
möglichen Datenspeicherkapazität des Plattenlaufwerks zwangsläufig
für den zu jedem Sektor gehörigen Speicherplatz verwendet.
Wird beispielsweise die Servoabtastgeschwindigkeit verdoppelt,
so wird auch der gesamte Nichtdatenbereich verdoppelt.
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Die den Anmeldern bekannte am meisten relevante bisherige
Technologiebeschreibung ist in einem Artikel in der
Frühjahrsausgabe 1988 von Computer Technology Review, Seiten 45-48,
enthalten. Dieser Artikel beschreibt ein Verfahren zur
Reduzierung dieses Nichtdatenbereichs auf ein sehr geringes Maß.
Um variable Längendatenaufzeichnungen unterzubringen, die sich
über mehrere Datensektoren hinwegerstrecken, wird ein
Äquivalent zum Identifikationsbereich nur auf den ersten Datensektor
auf der Platte gesetzt. Dies spart etwas Speicherplatz, wenn
es sich um lange Datenaufzeichnungen handelt, jedoch wird
überhaupt kein Speicherplatz gespart, wenn die Aufzeichnung
weniger als einen Sektor lang ist. Jeder Sektor läßt sich
unabhängig beschreiben, nachdem der das Werk verlassen hat;
daher ist an jedem Datensektor eine komplette
Resynchronisation erforderlich. Alle anderen Servofelder, einschließlich
dem vollautomatischen Verstärkungssteuerungsfeld, dem
Schreiben-zu-Lesen- und Lesen-zu-Schreiben-Wiederherstellungs- und
Synchronisationsfeld, werden noch immer benötigt.
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Benötigt wird ein verbessertes Verfahren und Mittel zur
Erhöhung der Servoabtastgeschwindigkeit entweder auf einem
Plattenlaufwerk oder einem Bandlaufwerk unter Verwendung des
Festblockarchitekturformats,
das dem Benutzer transparent ist.
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in Ubereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zur Aufzeichnung von Datenübergängen über einen
Aufzeichnungskopf entlang von Spuren auf einem Speichermedium
bereitgestellt, wobei jede Spur Datenaufzeichnungsteile
umfaßt, in denen die Datenübergänge aufgezeichnet werden, und
wobei jede Spur mit Servoteilen vermischt ist, in denen
Servoinformationen vorgespeichert sind, und wobei die
Servoinformation dazu verwendet wird, um die Position der
Aufzeichnungsköpfe zu steuern und um die Datenübergänge zu
synchronisieren, dadurch charakterisiert, daß in jedem
Datenaufzeichnungsteil mindestens ein gekürzter Servoteil bereitgestellt
wird, wobei der gekürzte Servoteil vorgespeicherte
Servoinformationen enthält, die zur Steuerung der Position des
Aufzeichnungskopfes im Datenaufzeichnungsteil verwendet werden, und
wobei die Datenübergänge phasenkontinuierlich durch jeden
Datenaufzeichnungsteil hindurch aufgezeichnet werden, so dar
die Phase der Datenübergänge am Beginn eines gekürzten
Servoteils dieselbe ist wie die Phase am Ende eines gekürzten
Servoteils.
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in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird
weiterhin ein Gerät zur Reproduktion von Datenübergängen
bereitgestellt, die unter Anwendung des im letzten Abschnitt
dargestellten Verfahrens aufgezeichnet wurden, wobei das Gerät
einen Aufzeichnungskopf und einen Reproduktionskopf, einen
Daten-Controller, eine Dekodierungseinrichtung, ein
Timing- -und Steuermittel zur Zählung jedes Datenteils am Anfang jedes
gekürzten Servoteils einer Spur, einen Datendetektor, ein
Taktmittel, das durch die Datenübergänge synchronisiert wird,
die durch den Datendetektor vom Aufzeichnungsmedium gelesen
werden und so ausgelegt sind, daß Daten durch die
Dekodierungseinrichtung hindurch übertragen werden, und ein
Schaltmittel zum Ausschalten der Eingabe zum und der Ausgabe vom
Taktmittel während des Durchlaufens eines gekürzten Servoteils
umfaßt.
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Figur 1 ist ein nicht maßstabsgetreues Diagramm eines
herkömmlichen Servosektors für ein Plattenlaufwerk in Übereinstimmung
mit der bisherigen Technologie,
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Figur 2 ist ein nicht maßstabsgetreues Diagramm, das eine
Anordnung von Servosektoren in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung zeigt,
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Figur 3 ist ein zusammengesetztes, ebenfalls nicht
maßstabsgetreues Diagramm, das darstellt, wie die zusätzlichen Felder
beseitigt oder in ihrer Länge reduziert werden, und
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Figur 4 ist ein Blockdiagramm eines Mikroservosektorkanals in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
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In Figur 1 sind diagrammartig verschiedene Zusätze jedes
Sektors eines herkömmlichen Plattenlaufwerks der bisherigen
Technologie, das in einem Festblockarchitekturformat vorliegt,
dargestellt. Jeder herkömmliche Sektor 9 besteht aus einem
Servobereich 10, einem Identifikationsbereich 11 und einem
Datenbereich 12, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten
beschrieben werden können. Diese Bereiche bestehen aus verschiedenen
Feldern, die nachfolgend beschrieben werden sollen.
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In Servobereich 10:
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(a) Schreib-Lese- und Geschwindigkeitsfeld 15 wird werksseitig
beschrieben und kann danach teilweise neu beschrieben werden.
Es läßt einer Laufwerksschaltung Zeit für die Umschaltung von
Schreiben auf Lesen. Es ermöglicht sowohl den logischen
Verzögerungen als auch der tatsächlichen Zeit eines
Schreibtreiberstroms, auf Null abzufallen. Zur Berücksichtigung der
Schwankungen in der Umdrehungsgeschwindigkeit der Platte wird
eine Zeit hinzuaddiert, die gleich der relativen
Steuergeschwindigkeit multipliziert mit dem Abstand vom vorherigen
Sektor, von dem aus das absolute Timing aufgestellt wurde,
ist. Auch darf die Abschaltung des Schreibstroms erst
beginnen,
wenn eine minimale Anzahl an Taktzyklen nach dem
Zeitpunkt, wenn das letzte mögliche Datenbit in einen
Datenkodierer/Dekodierer geschrieben wurde, vorhanden ist, um zu
gewährleisten, daß die kodierten Datenbits gelöscht und auf
die Platte geschrieben werden. In einigen Fällen müssen
zusätzliche Datenbits an den Datenkodierer/Dekodierer gesendet
werden, um das interne Shift-Register in einem bekannten
Status zu belassen. Schließlich ermöglicht das Feld 15 Zeit
zur Normalisierung der in einem Leseverstärker durch den
Schreibstrom induzierten Spitzen und zur Normalisierung der
Spitzen im kopfmagnetischen Bereich und zur Einstellung einer
automatischen Verstärkungssteuerung im Lesekanal.
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(b) Das Adressenmarkierungsfeld 16 wird werksseitig
beschrieben und darf nicht überschrieben werden. Es muß den Anfang des
Sektors 9 identifizieren. Dieses ist eine asynchrone absolute
Timing-Referenz, die die Grundlage zur Lokalisierung der
anderen Felder liefert. Das Adressenmarkierungsfeld wird häufig
als Lücke implementiert, das heißt, als lange Periode ohne
magnetische Übergänge auf der Platte, gefolgt von einem
einzelnen Übergang zur Markierung des Anfangs eines Sektors.
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(c) Das Positionsfehlersignalfeld 17 wird ebenfalls
werksseitig beschrieben und darf nicht überschrieben werden. Es
enthält die Informationen, die zur Bestimmung der Spurposition
des Aufzeichnungskopfes erforderlich sind. Es kann auf mehrere
Arten, die in der bisherigen Technologie beschrieben sind,
kodiert werden.
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In Identifikationsbereich 11:
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(a) Schreib-Lese- und Geschwindigkeitsfeld 18 wird werksseitig
beschrieben und kann danach teilweise neu beschrieben werden,
nachdem die Platte das Werk verläßt. Die Felder 19-27, die dem
Positionsfehlersignalfeld 17 folgen, können neu beschrieben
werden. Das Feld 18 liefert die Logik und die Zeit, die
benötigt werden, um zu gewährleisten, daß das
Positionsfehlersignalfeld
17 nicht überschrieben wird. Das Feld 18
gewährleistet außerdem für den Schreibstrom die nötige Zeit, um auf
seinen vollen Wert anzusteigen. Das Feld 18 ist normalerweise
viel kürzer als das Schreib-Lese-Feld 15. Das Feld 18 und alle
nachfolgenden Felder werden normalerweise unter Verwendung von
Daten beschrieben, die durch ein Shift-Register des
Datenkodierer/Dekodierers laufen.
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(b) Das spannungsgesteuerte Oszillatorsynchronisationsfeld l9
wird benötigt, um dem variablen Frequenzlesetakt genügend Zeit
zu lassen, das folgende Identifikationsfeld 22
phasenzuverriegeln.
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(c) Das Datenkodierer/Dekodierer-Löschfeld 20 gibt die Anzahl
der Bits an, die der Lesekanaldekoder empfangen muß, um ihn in
einen bekannten Status mit der Bezeichnung ENDEC flush zu
versetzen. (Das Feld 20 kann in seiner Größe je nach
verwendetem Code von einigen Bits bis fast 10 Bytes variieren.)
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(d) Das Synchronisationsbytefeld 21 gibt das
Synchronisationsbyte an, das zur Ausrichtung der Lesebits auf die korrekten
Bytegrenzen benötigt wird.
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(e) Das ID- und CRC-Feld 22 enthält als ID-Teil einen
Sektoridentifikator und eine Kennung für fehlerhafte Sektoren und
als CRC-Teil eine zyklische Redundanzprüfung auf
ID-Lesefehler.
In Datenbereich 12:
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(a) Die Felder 23-26 entsprechen den ID-Feldern 18-21, wobei
folgende Ausnahmen zu beachten sind: (1) Feld 23 kann
vollständig neu beschrieben werden; und (2) die Funktion des
Synchronisationsbytefelds 26 besteht darin, dem Controller
mitzuteilen, wann die VCO-Synchronisation und die
Datenkodierer/Dekodierer-Löschung enden und die realen Daten (die in
Feld 27 enthalten sind) beginnen.
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(b) Das Daten- und Fehlerkorrekturcodefeld 27 speichert die
Benutzerdaten zusammen mit dem Fehlerkorrekturcode.
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(c) Jeder Datenbereich in einem herkömmlichen Servosystem mit
Sektoren ist vollkommen unabhängig von Datenbereichen in den
anderen Sektoren. Sie können zu unterschiedlichen Zeiten
beschrieben und gelesen werden.
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Wir betrachten nun Figur 2. in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung werden ein oder mehrere kurze
"Mikro"-Servosektoren 30 mit minimalen Zusätzen gezeigt, die auf einer
Platte im Daten- und Fehlerkorrekturcodefeld 27 für jeden
Sektor eingefügt werden; nur am Anfang jeden Sektors werden
die herkömmlichen Servo-, ID- und Datenbereiche 10, 11, 12
verwendet. Die Mikroservosektoren 30 werden so positioniert,
daß die Positionsfehlersignalfelder 17 und 44 für alle
Maxisektoren auf jeder Spur umlaufend den gleichen Abstand
zueinander aufweisen.
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Gemäß Darstellung in Figur 2 wird ein einzelner
Mikroservosektor 30 in der Mitte des Daten- und Fehlerkorrekturcodefelds 27
von Sektor N auf der Platte eingefügt; und ein herkömmlicher
Sektor 9 (nachfolgend als "Maxi" bezeichnet) mit seinem Zusatz
wird lediglich am Anfang des Sektors N angeordnet. Unter
Verwendung eines phasenkontinuierlichen Taktsignals 32 werden
Daten in beide Teile des Datenfelds 27 auf jede Seite jedes
Mikroservosektors in einem einzigen Durchlauf der Platte
geschrieben, so daß die Phase der Datenübergänge am Anfang
eines Mikrosektors dieselbe ist wie die Phase am Ende des
Mikrosektors. Während jedoch jeder Mikroservosektor 30 am Kopf
(an X) passiert, werden der Schreibstrom 33 zum Kopf und der
Datenstrom 34 sowie die Takteingabe an einen
Datenkodierer/Dekodierer 52 (siehe Figur 4) vorübergehend unterbrochen.
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Wie dies am besten in Figur 3 dargestellt ist, wird die Größe
einiger Felder reduziert, während andere Felder gelöscht
werden; hierdurch werden Zusätze (oder Nichtdatenteile) in
jedem Mikroservosektor 30 merklich reduziert.
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Genauer gesagt besteht der Mikroservosektor 30 aus einem
Servobereich 40 und einem Datenbereich 41. Im Servobereich 40
ist der Codeteil 42 des Schreib-/Lese- und
Geschwindigkeitsfelds 43 der längste Teil des genannten Feldes. Es besteht aus
Bits, um zu vermeiden, daß ein abfallender Schreibstrom einen
Übergang zu nahe am letzten Datenübergang schreibt. (Im
Gegensatz dazu enthält das Schreib-/Lese- und Geschwindigkeitsfeld
15 des Maxisektors 9 ebenfalls einen Codeteil; dieser ist
jedoch im Vergleich zum Rest von Feld 15 so klein, daß er
vernachlässigt werden kann.) Durch sehr genaues Regeln der
phasengesperrten Spindeldrehzahl des Plattenlaufwerksmotors
kann der Drehzahlvariationsteil des Schreib-Lese-Felds 43 auf
eine einzige Taktperiode reduziert werden.
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Die Mikroservosektoren 30 sind während Such- und
Leseoperationen, nicht jedoch während Schreiboperationen, vorzugsweise
Nur-Lesen. Eine hohe Servoabtastgeschwindigkeit ist
hauptsächlich während der Suchoperation erforderlich, wenn der Kopf
schnell von einer Bewegung mit hoher Geschwindigkeit auf
präzise Verfolgung einer gegebenen Spur wechseln muß. Weil
während der Schreiboperationen nicht gelesen wird, ist es
nicht erforderlich, Zeit für den Lesevorverstärker und den
kopfmagnetischen Bereich für die Erholung von ihren
Schreibübergängen zu schaffen; und es ist nicht nötig, Zeit für den
AGC-Wechsel im Lesekanal zu schaffen. Die niedrigere
Bandbreite, die durch die herkömmlichen Maxisektoren erzielt
wird, ist während des Schreibens bei der Spurverfolgung
normalerweise akzeptabel. Ist während des Schreibens bei der
Spurverfolgung eine breite Bandbreite erforderlich, würden die
Mikroservosektoren 30 gelesen, wofür zu deren Erholung ein
etwas längeres Schreiben-zu-Lesen-Feld 43 nötig wäre. Da das
Datenkodierer/Dekodierer-Shift-Register 52 nicht getaktet ist,
während jeder Mikroservosektor 30 mit seinen dazugehörigen
Zusatzfeldern den Kopf passiert, ist keine Lücke erforderlich,
um zu gewährleisten, daß es in einem bekannten Status bleibt.
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Im Mikroservosektor 30 wird das Adressenmarkierungsfeld
eliminiert. Das Timing für die Positionserkennung basiert auf der
Zeit vom Adressenmarkierungsfeld 16 am Anfang des Maxisektors
9, und das Timing für Schreiben und Lesen basiert auf
Taktzyklen vom Anfang des Datenfelds 27.
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Das Positionsfehlersignalfeld 44 wird gekürzt und enthält
sowohl einen abgekürzten Gray-Code als auch
Positionsfehlersignalinformationen. Der Gray-Code wird, wie in der bisherigen
Technologie, verwendet, um ein präzises Ablesen der Spurnummer
zu ermöglichen, wenn der Servokopf auf einer Spur oder
irgendwo zwischen zwei benachbarten Spuren positioniert wird.
Das verwendete Kodierverfahren kann derart aussehen, wie es in
der Ausgabe des IBM Technical Bulletin, Seiten 776-777, vom
Juli 1982 beschrieben ist. Da der vollständige Gray-Code im
Positionsfehlersignalfeld 17 am Anfang des Maxisektors 9 die
vollständige Spurnummerposition des Kopfes bestimmt hat,
braucht das Positionsfehlersignalfeld 44 im Mikroservosektor
30 nur sicherzustellen, daß der Kopf auf einer bestimmten Spur
innerhalb einer relativ kleinen Bandbreite an Spuren neben der
im Maxiservosektor bestimmten Spur positioniert ist. Da die
vollständige Spurnummer in den Mikroservosektoren 30 nicht
benötigt wird, wird für diese Überprüfung ein abgekürzter
Gray-Code verwendet. Wenn der Gray-Code beispielsweise auf
zwei Bits abgekürzt ist, kann er innerhalb einer Bandbreite
aus vier Spuren plus oder minus eine Spur identifizieren; wenn
er auf drei Bits abgekürzt ist, kann er innerhalb einer
Bandbreite aus acht Spuren plus oder minus eine Spur
identifizieren. Dieser abgekürzte Gray-Code reduziert weiterhin die
Zusätze in den Mikroservosektoren 30.
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Das Schreib-/Lese- und Geschwindigkeitsfeld 45 ist im
wesentlichen mit dem entsprechenden Feld 18 im Maxisektor 9
identisch.
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Da die Daten auf jeder Seite des Mikroservosektors 30 sowie
die dazugehörigen Zusatzfelder phasenkontinuierlich
geschrieben
werden, benötigt das Lese-VCO am Ende des
Mikroservobereichs keine lange Synchronisationsdauer. Das VCO ist so
eingestellt, daß es den Mikroservobereich ohne
Frequenzschwankungen durchstreift. Bei den meisten VCOs kann dieses
Durchstreifen induziert werden, indem die entdeckten Daten vom VCO
abgezweigt werden, während der Mikroservosektor 30 den Kopf
passiert. Das Gatter wird am Anfang eines kurzen
VCO-Synchronisationsfelds 46 erneut geöffnet. Das Feld 46 wird nicht mit
Daten beschrieben, die durch den ENDEC-Kodierer geleitet
werden, wie dies in herkömmlichen Sektorservosystemen üblich
ist. Das Feld 46 und das folgende Codeeinschränkungs- und
Synchronisations-Nibble-Feld 47 werden mit Logik erzeugt. Da
der Mikroservosektor 30 kurz ist, gibt es nur eine kleine
Phasenverschiebung im VCO in bezug auf die gelesenen Daten. In
einem herkömmlichen Maxisektor muß am Anfang des Datenbereichs
12 das VCO-Synchronisationsfeld 24 dazu verwendet werden, die
VCO ausgehend von einer willkürlichen Phase einzustellen, und
eine Einstellung einer eventuellen Frequenzdifferenz zwischen
einem Schwingreferenztakt und den gelesenen Daten vorzunehmen.
Im Mikroservosektor 30 kann jedoch das
VCO-Synchronisationsfeld 46 reduziert werden, und zwar entweder auf wenige Bits
bei einem sehr stabilen VCO-Design oder im Fall eines weniger
stabilen VCO-Designs auf die Hälfte der im Servobereich eines
Maxisektors benötigten Bits.
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Das Datenkodierer/Dekodierer-Löschfeld wird ebenfalls
eliminiert. Dies ist deshalb möglich, weil am Ende des vorherigen
Datensubfelds der Takt 32 zum Datenkodierer/Dekodierer
abgezweigt wird, was dazu führt, daß der
Datenkodierer/Dekodierer seinen Status aufrechterhält. Beim ersten
Datentakt nach dem Synchronisations-Nibble-Feld 47 wird der
Datenkodierer/Dekodierer-Takt 32 eingezweigt. Auf diese Weise
wird das erste kodierte Datenbit richtig in den
Datenkodierer/Dekodierer getaktet, genauso also ob der Mikroservosektor
30 nicht vorhanden und das Datenfeld kontinuierlich gewesen
wäre.
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Da die Datenkodierer/Dekodierer-Initialisierung nicht
erforderlich ist, wird kein Synchronisationsbyte benötigt. Wenn die
VCO-Phasenverschiebung durch jeden Mikroservosektor 30
bekanntermaßen klein genug ist, können die VCO-Takte gezählt und das
Gating zum Anfang des nächsten Datensubfelds mit dem richtigen
Taktzyklus ohne Synchronisations-Nibble weitergeschaltet
werden. Die Codeeinschränkung gewährleistet, daß der letzte
VCO-Synchronisationsübergang nicht zu nahe am ersten
Datenübergang liegt. Wenn die VCO-Verschiebung potentiell jedoch
mehr als einen halben Taktzyklus ausmacht, kann der exakte
Taktzyklus, der dem Anfang des Datensubfelds entspricht, nicht
ohne Synchronisations-Nibble bestimmt werden. Der
Synchronisations-Nibble muß lediglich ein Muster aufweisen, das sich vom
VCO-Synchronisationsmuster unterscheiden läßt. Bei einem 2,7-
Code beispielsweise läßt sich dies durch Verwendung eines
100100... Synchronisationsmusters erreichen, wobei eine oder
zwei zusätzliche Nullen, die dem Synchronisations-Nibble
folgen, die Codierungseinschränkung erfüllen. Der
Synchronisations-Nibble-Detektor sucht nach 000 als Markierung, die das
Ende des VCO-Synchronisationsfelds 46 anzeigt. Dies löst die
Verzweigung aus, mit der das Lesen des nachfolgenden
Datensubfelds durch den Datenkodierer/Dekodierer begonnen wird.
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Es wird daher ersichtlich werden, daß mit einer Platte, die in
Festblockarchitektur formatiert ist, ein oder mehrere
Mikroservosektoren 30 umlaufend voneinander getrennt innerhalb der
Daten und des ECC-Felds 27 für jeden Sektor 9 sind. Das
Schreib-Lese- und Geschwindigkeitsfeld 43, das die
Codeeinschränkung 42 enthält, wird gekürzt; das
Adressenmarkierungsfeld wird eliminiert, das Positionsfehlersignalfeld 44 wird
mittels eines abgekürzten Gray-Codes gekürzt; das
Datenkodierer/Dekodierer-Löschfeld wird eliminiert; ein
Synchronisationsbyte ist nicht nötig. Das Schreib-Lese- und
Geschwindigkeitsfeld 45 hat im wesentlichen dieselbe Länge wie im Servo
des herkömmlichen Sektors 9.
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Die Zusatzinformation für den Mikroservosektor 30 besteht
lediglich aus Bits, die die Positionsinformation und bis zu 80
Bits auf jeder Seite enthalten. Ein typischer Mikroservosektor
30 für die Verwendung mit dem konventionellen oder dem
Maxisektor könnte normalerweise im Codeeinschränkungsteil 42 2
Bits und im übrigen Teil des Schreib-Lese- und
Geschwindigkeitsfelds 43 10 Bits umfassen; sowie 130 Bits im
Positionsfehlersignalfeld 44; 10 Bits im Schreib-Lese- und
Geschwindigkeitsfeld 45; 30 Bits im VCO-Synchronisationsfeld 46; und 3
Bits im Codeeinschränkungs- und Synchronisations-Nibble-Feld
47.
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Andererseits kann der Servobereich eines herkömmlichen Sektors
9 beispielsweise 200 Bits im Schreib-Lese- und
Geschwindigkeitsfeld 15 umfassen, sowie 25 Bits im
Adressenmarkierungsfeld 16; 170 Bits im Positionsfehlersignalfeld 17; 10 Bits im
Schreib-Lese- und Geschwindigkeitsfeld 18; 140 Bits im VCO-
Synchronisationsfeld 19; 8 Bits im Datenkodierer/Dekodierer-
Löschfeld 20 und 8 Bits im Synchronisationsbytefeld 21.
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Während einer Schreiboperation werden Daten gleichzeitig in
Feld 27 geschrieben und die Mikroservosektoren 30 werden nicht
überschrieben. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung des
abgekürzten Gray-Codes in den Mikroservosektoren 30, daß sie
für die Suche als auch für während der Ausrichtung verwendet
werden.
Implementierung der Erfindung -- Figur 4
(A) Daten schreiben
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Gemäß Darstellung erzeugt eine herkömmliche
Plattendaten-Controller-Steuerung 51 die seriellen Bits, die für die
Servobereiche, die Identifikationsbereiche bzw. die
Datenbereiche 10, 11, 12 jedes Maxisektors 9 erforderlich sind. Ein
Taktgenerator 53 erzeugt Datentaktzyklen, die dazu verwendet
werden, unkodierte Daten vom Plattendaten-Controller 51 zu
einem Kodierabschnitt 52a eines Datenkodierer/Dekodierers
(ENDEC) 52 zu übertragen, und um kodierte Daten vom
Datenkodierer/Dekodierer zu einem Schreibtreiber 54 zu übertragen, um
zu veranlassen, daß ein magnetischer Kopf 55 Daten auf eine
magnetische Aufzeichnungsplatte (nicht dargestellt) schreibt.
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Die Timing- und die Steuerlogik 56 schließt die Schalter 57,
61, 62, 63 und hält den Schalter 58 in der in Figur 4
dargestellten Position, bis die genannte Logik durch Zählung der
erzeugten Datentaktzyklen die exakte Position des Anfangs des
nächsten Mikroservosektors 30 bestimmt.
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Während sich jeder Mikroservosektor 30 am Kopf 55
vorbeibewegt, wird der Schalter 58 betätigt, um die
Codeeinschränkungsbits von Feld 42 (Figur 3) aus der Timing- und
Steuerschaltung 56 in den Schreibtreiber 54 zu übertragen.
Gleichzeitig wird der Schalter 57 geöffnet, um die Datentaktzyklen
vom Generator 53 zum Kodierteil 52a des
Datenkodierer/Dekodierers und zum Platten-Controller 51 zu unterbrechen,
wodurch sowohl der Status des Datenkodierer/Dekodierers als
auch der Status des Platten-Controllers eingefroren werden.
Der Schalter 63 wird daraufhin geöffnet, um den Schreibstrom
zum Schreibtreiber 54 zu unterbrechen und den Vorverstärker 54
und den Datendetektor 59 dazu zu aktivieren, die
Servoinformationen vom Mikroservosektor 30 zu lesen. Nachdem das
Positionsfehlersignalfeld 44 den Kopf 55 passiert, wird der Schalter
63 geschlossen, um den Schreibstrom wieder fließen zu lassen;
das VCO-Resynchronisationsfeld 46 (falls verwendet) und die
Codeeinschränkung und das Synchronisations-Nibble-Feld 47
werden von der Timing- und Steuerschaltung 56 zum
Schreibtreiber 54 übertragen. Der Schalter 58 wird daraufhin wieder auf
die dargestellte Position zurückgesetzt und der Schalter 57
wird geschlossen, um die Übertragung von Daten vom
Plattendaten-Controller 51 und vom Datenkodierer/Dekodierer 52 über den
Kopf 55 zur Platte wiederherzustellen.
(B) Daten lesen
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Während des Lesens der Daten werden Signale vom Kopf 55 vom
Vorverstärker 54 verstärkt und vom Datendetektor 59 in
digitale Impulse konvertiert. Im Datensynchronisations- und VCO-
Modul 60 wird ein VCO mit den festgestellten Datenimpulsen
phasengesperrt und zur Synchronisation der Daten mit dem VCO-
Takt verwendet. Der VCO-Takt wird verwendet, um die kodierten
Daten vom Datensynchronisations- und VCO-Modul 60 zum
Plattendaten-Controller 51 über den Dekodierabschnitt 52b des
Datenkodierer/Dekodierers 52 zu übertragen. Die Timing- und
Steuerlogik 56 zählt die VCO-Taktzyklen, um die exakte Startposition
jedes Mikroservosektors 30 zu bestimmen. Am Anfang jedes
Mikroservosektors 30 öffnet die Timing- und Steuerlogik 56 den
Schalter 61, um die festgestellten Daten vom
Synchronisations- -und VCO-Modul 60 abzuzweigen. Dies bewirkt, daß das VCO mit
einer konstanten Frequenz läuft. Solange jeder
Mikroservosektor 30 den Kopf 55 passiert, wird der Schalter 62 geöffnet, um
die VCO-Takteingabe zum Dekodierabschnitt 52b des
Datenkodierer/Dekodierers 52 und zum Platten-Controller 51 zu stoppen.
Dies bewirkt, daß der Status im Dekodierabschnitt 52b und der
Status im Plattendaten-Controller 51 eingefroren werden,
während jeder Mikroservosektor den Kopf 55 passiert. Am Ende
des Positionsfehlersignalfelds 44 (Figur 3) und am Anfang des
VCO-Resynchronisationsfeldes 46 wird der Schalter 61
geschlossen, um die VCO-Resynchronisationsbits zum
Datensynchronisations- und VCO-Modul 60 zu leiten. Dies ermöglicht dem VCO, die
Phasensperrung mit den Daten wiederherzustellen. Wenn die
Timing- und Steuerlogik 56 den Synchronisations-Nibble
erkennt, wird der Schalter 62 geschlossen, um die
VCO-Takteingabe zum Dekodierabschnitt 52b des Datenkodierer/Dekodierers
und zum Plattendaten-Controller 51 wiederaufzunehmen, wodurch
auch die Datenübertragung zum Datenkodierer/Dekodierer und zum
Plattendaten-Controller wiederaufgenommen wird.
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Das hier beschriebene Verfahren und Mittel erhöht die
Bandbreite des Positionsfehlersignals sowohl für magnetische als
auch für optische Direktzugriffsspeichereinrichtungen, wodurch
Suchzeiten, Einstellzeiten und Spurfehler für
Servoplattenlaufwerke
mit Sektoren beträchtlich reduziert werden. Durch
die Reduzierung thermisch bedingter Spurfehler und Fehler
aufgrund von Stellgliedabfall auf vernachlässigbare Werte sind
Plattenlaufwerke mit einer großen Spurdichte bei geringen
Kosten möglich. Aufgrund der höheren Leistung und der
niedrigeren Kosten schließlich wird eine größere Spurdichte
gegenüber einem dedizierten Servo auch in einem Plattenlaufwerk mit
vielen Platten bevorzugt.
Implementierung für ein Bandlaufwerk
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Bei der Anwendung auf ein Bandlaufwerk werden Maxiabschnitte
und Mikroservoabschnitte durch Maxiabschnitte bzw.
Mikroservoabschnitte ersetzt. Eine Mehrzahl an parallelen
Aufzeichnungsspuren auf dem Band werden in mindestens zwei
Maxiabschnitte gleicher Länge unterteilt. Jeder Maxiabschnitt
enthält alle Zusatzfelder und ein Datenfeld; und mindestens
ein Mikroservoabschnitt mit lediglich einem Teil der
Zusatzfelder befindet sich innerhalb jedes Datenfelds. Sobald ein
Mikroservoabschnitt einen Aufzeichnungskopf passiert, wird der
Schreibstrom zum Kopf unterbrochen; das gleiche geschieht mit
dem Datenstrom und der Takteingabe in einen
Datenkodierer/Dekodierer. Sobald ein Mikroservoabschnitt den Kopf
passiert hat, werden der Schreibstrom, der Datenstrom und die
Takteingabe wiederhergestellt, ohne daß eine vollständige
Resynchronisation erforderlich ist. Sämtliche
Zusatzinformationen sind in einer Kombination aus Servobereich und
Identifikationsbereich des Maxiabschnitts enthalten. Die Daten
werden unter Verwendung eines phasenkontinuierlichen Takts in
beide Teile eines Datenfelds auf jede Seite jedes
Mikroservoabschnitts geschrieben. Ein Lesedaten-VCO wird ohne Änderung
in der Frequenz durch jeden Mikroservoabschnitt
hindurchgeleitet, und am Ende des genannten Abschnitts wird ein abgekürztes
VCO-Synchronisationsfeld zur Resynchronisation des VCO mit den
Daten erzeugt.
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Es wird weder eine Timingreferenz-Adressenmarkierung noch eine
Kodierer-Dekodierer-Löschung noch ein Synchronisationsbyte
benötigt, um die Wiederaufnahme des Schreibens des Teils des
Datenfelds nach dem Mikroservoabschnitt herbeizuführen. Jeder
Mikroservoabschnitt besteht lediglich aus Bits, die
Positionsinformationen enthalten, sowie Bits auf jeder Seite davon zur
Steuerung der Unterbrechung und Wiederherstellung des
Schreibstroms und des Datenstroms und der Takteingabe an den
Kodierer/Dekodierer.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es wurde ein Verfahren und ein Mittel beschrieben, um ein
Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise eine Platte oder ein
Band mit Daten zu beschreiben, das Servoabtastungen enthält,
so daß die Anzahl der Servoabtastungen in Zusatzbereichen
(Nichtdatenbereichen) leicht erhöht wird. Die Spuren auf dem
Medium sind in eine Mehrzahl an "Maxiabschnitten" unterteilt,
von denen jeder in herkömmlicher Festblockarchitektur alle
Servo- und Identifikationsfelder mit Zusatzinformationen sowie
ein Datenfeld enthält.
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Da jeder Mikroservoabschnitt einen dazugehörigen
Aufzeichnungskopf passiert, wird das Schreiben und Lesen von Daten
vorübergehend unterbrochen, wird jedoch wieder aufgenommen,
sobald der Mikroservoabschnitt an diesem Kopf vorbei ist, so
daß eine nur minimale Resynchronisation der genannten Daten
während des Lesens erforderlich ist.
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Unter Verwendung eines phasenkontinuierlichen Takts werden
Daten in einem Durchlauf der Platte oder des Bands bezüglich
des Kopfes in beide Teile eines Datenfelds auf jede Seite
eines Mikroservoabschnitts geschrieben. Die
Mikroservoabschnitte enthalten keine Timingreferenz-Adressenmarkierungen
und benötigen keine Datenkodierer/Dekodierer-Löschung oder
Synchronisationsbyte, um das Lesen im Teil des Datenfelds nach
jedem Mikroservoabschnitt wiederaufzunehmen.
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Bei einer Implementierung in einem Plattenlaufwerk sind die
Maxiabschnitte und die Mikroservoabschnitte Sektoren, die aus
einer Mehrzahl an konzentrischen Spuren bestehen, während bei
einem Bandlaufwerk die Abschnitte aus einer Mehrzahl an
parallelen, sich in Längsrichtung erstreckenden Spuren bestehen. In
beiden Fällen besitzen jedoch alle Maxisektoren oder
-abschnitte auf jeder gegebenen Spur die gleiche Länge.