用于记录和/或重现数字数据的系统的制作方法

专利名称:用于记录和/或重现数字数据的系统的制作方法
本发明一般涉及记录和/或重现数字数据的系统，尤其涉及电子静态摄像机用存储供计算机等使用的数字数据的软盘系统。
现有技术的8吋或5.25吋软盘在其数据安排格式上是标准化的，并且几乎所有这种软盘的驱动是在标准形式下操作的。因此，在现有技术系统中为实现更高密度的记录和/或重现使用Vangard技术是非常困难的。此外，因为现有技术中的硬盘系统的磁盘转速通常仅为每分钟300转或每分钟600转，这种速度对于实时记录和/或重现模拟视频信号是不可能的。如果将视频信号数字化，则该数字化信号可以被记录和/或重现，但是对于一张插座尺寸为8吋或5.25吋的软盘，充其量也不过只能记录一路静态视频信号。而且，除需要A/D(模拟-数字)变换器和D/A(数字-模拟)变换器外，这需要一个帧存储器，以致使整个系统因此而变得十分昂贵和庞大。
所以，使用现有技术的软盘系统去记录和/或重现视频信号是不实实的。
为此，日本电子静态摄像机协会建议一种2吋软盘作为电子静态摄像机的记录载体。图1是说明那种2吋软盘的一般结构企，在图1中，参考号码1概括地表示了这种被建议的软盘，参考号码2指包括在软盘1上的磁盘，磁盘直径为47毫米，厚度为40微米，并且在其中心位置设置一个盘芯了，驱动机构的主轴与盘芯3啮合，盘芯3上设置一个磁性片状元件4，当磁盘2旋转时，磁性片状元件4确定旋转位置。
参考号码5指磁盘2的插座，该插座的尺寸为60×54×3.6毫米，并且使安装上去的磁盘2可以自由旋转，插座5包含有中心开口5A，由此开口将盘芯和磁性片状元件4露在外边，插座5还有另外一个开口5B，在记录和/或重现时，由此开口磁头可以入。其承与磁盘2相接触，当软盘不用时，开口5B由滑动防尘盖6盖住。参考号码7表示计数盘，用以指示摄像机拍摄的号数。参考号码8表示爪制动机构，用以防止意外的误记录，当要阻止记录时，搬开爪制动机构。
在记录状态中，在磁盘2的一个面上形成同心的50条磁迹。并且，最外层的磁迹为第一条磁迹，最里层磁迹为第50条磁迹，每条磁迹的宽度为60微米，磁迹之间的保护带宽度分别为40微米。
在拍摄图片时，磁盘2以3600转/分的转速旋转(场频率)，并把一场彩色视频信号记录在磁盘2的各条磁迹上。在这种情况下，被记录的彩色视频信号如图2所示。参看图2，亮度信号SY对调频信号Sf进行频率调制，其中，该信号的同步信号顶点位置为6MH，其白色峰值为7.5MHZ。关于色度信号，那里形成一行顺序色信号SC，信号SC由被红色差信号调频的信号(中心频率为1.2MHZ)和波兰色差信号调频的信号(中心频率为1.3MHZ)组成。由调频色信号SC与调频亮度信号SY相加而得到的信号Sa被记录在磁盘2上。
如上所述，图1的示的软盘1具有合适的尺寸、功能或特性，作为50条磁迹的静态视频信号的记载体。
然而，由于软盘1是首先被标准化的，以便记录和/或重现如前所述模拟彩色视频信号的装置，这对于处理数字数据而言并非容易。例如如果数字数据转变成GuaSi视频信号，然后将其记录在软盘1上，就像用于VTR(视频磁带录像机)的声频PCM(脉冲编码调制)处理器一样。对于原有的数字数据而言，软盘1的存储容易是很小的，并且还有诸如与现有的8吋或5.25吋软盘兼容等许多问题。
另一方面，当把彩色视频信号记录在软盘1上或者从软盘1上重现该信号时，是按照上述存储形式实现的，而把数字数据记录在软盘i上或者从软盘1上重现该信号时，是以现有技术软盘的存储形式实现的，当然，在此情况下，以视频信号观点衡量软盘1的，无疑该软盘是一个有非常高记录度的记录载体。然而从数字数据观点去衡量它的话，软盘1却是一种低记录密度的记录载体。因此软盘1是没有什么用处的。
当视频信号和数字数据混合地记录在软盘1上或者从软盘1上重现该信号时，这两种信号在占有频带和特性上存在着很大差异、结果，从电磁传感器特性和磁头与磁盘接触状态等观点上看在最佳状态下同时记录和重现视频信号和数字数据是困难的。并且，当视频信号和数字数据在混合条件下进行记录和/或重现时，旋转软盘1的驱动装置的转速在数字数据状态下必须以300转/分的转速旋转(600转/分)，而在视频信号状态下，则必须以3600转/分的转速旋转。结果，当软盘1的转速有选择性地改变时，势必造成诸如在服机构数秒钟后才能稳定，而无法存取数据，以及使制造成本增加等许多问题。
因此，可以考虑将软盘1使用于如下的存储形式，使可能同时记录和重现数字数据。
在图3A中，参考号码2T表示在磁盘2上的一条磁迹，该磁迹2T以磁性片状元件4为参考，在其园周方向按90°均匀地分割成为四个区，分割成的四个区中的每一个区称为一个存储区BLCK，包含有磁性片状元件4的存储区BLCK表示为O存储区，以下三个区顺序地表示为1存储区，2存储区和3存储区。
如图3B所示，在每一个存储区BLCK中，从其始端的一个4°的区表示信息间隙GAP，该间隙提供一道在“读”和“写”时的安全边界，随后的一个1°的区表示色同步信号区BRST。在这种情况下，在O存储区BLCK中，信息间隙GAP的中心相对于磁性元件4的位置。色同步信号区BRST是这样的一个区，该区产生记录和/或重现色同步信号BRST，其作用是1、前序信号2、记录信号的记录密度信号指示3、指示记录的信号总数字信号的特征信号接着色同步信号BRST是索引信号INDX区，在这种情况下，如图3C所示，索引信号INDX包括有八位的特征信号FLAG，八位的地址信号IADR，四十位的存储信号RSVD，八位的校验信号ICRC。特征信号FLAG指示该存储区BLCK的磁迹2T是否坏了，是否应予删除等等。地址信号IADR指示该磁迹2T的序号(1到50)和存储区BLCK的序号(0到3)，校验信号ICRC是一种用于特征信号FLAG、地址信号IADR、储存信号RSVD的循环冗余校验码CRCC。
接着索引区INDX的区是均匀分割为128个区的区域，从这些区中的每个区记录或重现出称为FRM的信号。
如图3D所示，一帧FRM包括从其始端顺序地排列着一个八位的帧同步信号SYNC，一个十六位的帧地址信号，一个八位校验信号，一个十六字节数据DATD(一字节等于八位)，四个字节的冗余或奇偶数据PRTY，另外十六字节数字数据DATA和另外四个字节奇偶校验数据PRTY。在这种情况下，校验信号FCRC是用于帧地址信号FADR的CRCC。数据DATA是原始数据，该数据应该由主计算机或装置存取，并且该数据DATA在一个存储区BLCK的数字数据周期中是交义存取的。冗余数据PRTY是奇偶数据C1和C2，它们可以由Reed SOIOMOn编码方法产生，该编码方法对于一个存储区(32字节×128帧)的数字数据具有最小位距5。
因此，一个存储区BLCK，一条磁迹，2T和一张磁盘1的存储容量如下面所示一个存储区;4096字节(＝32字节×128帧)一条磁迹;16K字节(＝4096字节×4存储区)一张磁盘;800K字节(＝16K字第×50条磁迹)在一帧FRM中和一个存储区BLCK中的位数可表示如下一帧;352位(8+16+8位+(16+4字节)×8位×2帧)一个存储区;(仅计算索引区或帧区)45120位(＝352位×123帧)然而，实际上当数字数据记录在磁盘1上或从磁盘1上重现该信号时，一个DSV(数字和值)要求小，且TMin(变换之间的最小长度)/TMaX(变换之间最大长度)要求小，而且边界窗口要求大。因此，所有前面叙述的数字信号均径TMaX＝4进行8/10变换，然后记录在磁盘1上。在重现时，这些数字信号先经反变换，然后再经一系列原有的信号处理。
因而，在上述数据密度情况下，在磁盘1中的实际位数是乘以10/8的，并表示为一帧;440信道位一个存储区;(经计算索引区和帧区)56400信道位因此，在整个一个存储区的信号相当于59719个信道位(≈56400信道位×90°/85°)，实际上，因为每一区的长度由如前所述的信道分配了，帧区的总角度略小于85°。
同时，被磁盘信号8/10变换后的信号访问的磁盘1的位速率，表示为14.32M位/秒(≈59719位×4区×场频)。而一位相当于69.8毫微秒(≈1/14.32M位)。
如上所述，根据如图3所示的存储形式，800K字节的数字数据可以在2吋大小的软盘1中“写入”或“读出”。这一存储容量比现有技术的5.25吋软盘的存储容量320K字节大两倍还多。因此，这种2吋软盘尽管其尺寸小，但其存储容量是很大的。
由于磁盘2在记录彩色视频信虑情况下，以同一个速度旋转，尽管彩色视频信号和数字信号以混合方法记录在磁盘2上或者从磁盘2上重现其信号，这两种信号石磁盘2上记录或重现时变成相似的频谱，因此，这两种信号在诸如磁头的电磁变换特性，与磁盘接触状态条件等均处于最佳状态时在磁盘2上记录或从磁盘2上重现，甚至当这两个信号在混合条件下在磁盘2上记录或从磁盘上重现时，由于磁盘2的转速始终不变，无须提供额外时间改变伺服电路，因此这两个信号可以立即选择使用。此外，因为磁盘2的转速是单一的，并且诸如电磁电磁传感器系统或者类似系统的机械结构的特性和功能也是单一的，这在经济性上也是可取的。
虽然图1中的软盘1如上所述是用于模拟信号的，但如果图3的存储格式利用以后，软盘1作为下一代的软盘能够完成新的作用。
同时，在现有技术的软盘情况下，软盘与外部仪器设备之间的数据传递是由磁盘转速决定的，并且是直接进行的，没有利用其间的缓冲存储器，而且，“写入”或“读出”的数据在软盘上的地址分配，在其扇区上的地地是连续的。换句话说在软盘上记录的数据的时序相对于原来时序而言是连续的。
然而，在上述的下一代软盘中，密度更高，就需要有更高的旋转速度。并且，由于数据与用于误差校正的冗余位相加，和由于交义存取的重新排列，合成数据的时序相对于软盘上的原始时序而言变得不连续。结果，这种软盘在这种状态下不能和外部仪器设备相连。
因此，可以设想在软盘与外部仪器设备之间插入缓冲存储器，然而，如果符合软盘记录模式的数据配置的数据“写入”或“读出”缓冲存储器，这样的逻辑数据地址从外部仪器设备的观点看是不连续的。因此，当数据以DMA(直接存储器存取)方式传递时，传递是以高速度进行的。由于数实必须与其连续的地址传递，此地址与缓冲存储器不正配，因此数据不能以高速度传递。
为了克服上述缺点，可以设想，在附加奇偶校验数据C1和C2后进行记录，误差校正处理以后再重现。在缓冲存储器中的数据是重新安排的。这样，存储在缓冲存储器中的数据及其地址相对于原始时序其地址是连续的。然而，这样做要求额外的存储容量和对重新安排的数据进行时间变换，但这样做是不理想的。
本发明乃是巧妙地采用了缓冲寄存器来克服上述缺点。
按照本发明，在缓冲寄存器内，数据的分配是这样安排的即使得纯数据比特和用来纠错的冗余比特，分别存贮于不同的区域，并且使这些数据的地址(码)在被分配到缓冲寄存器时，以磁盘所记录的图形来看是不连续的，而当我们从外围设备上看时却是连续的。因此，在数据被纠错之后，使没有必要再对地址数据进行变换。而且这种地址数据可以从外围设备中以DMA的形式连续地输入进去。
图1表示的是现有技术中一个软盘的总体结构图。
图2表示的则是记录在图1所示的软盘上的彩色信号的波形图。
图3A到图3D分别是用来说明记录在上述软盘的信息安排格式的示意图。
图4是本发明实施例中的一个系统方框图。
图5是用来说明主要部件的示意图。
现在，我们结合附图，对本发明予以说明。图4是本发明一个实施例的示意图。在这种情况下，是从上述的下一代软盘记录和/或再现这些数据。
参考图4，磁头10是用来在旋转磁盘2(见图1)上写入，并且读出数据的。随机存贮器12AM20(即随机存取存贮器)是适合用来作为缓冲寄存器的。主控计算机30是一个外围设备。正如上面所述那样，由于这些数据是交织在一起的，并且是在一组BLCK体中完成的，又加上了冗余比特。因此，在像RAM20所示的那样一个RAM中，它备有至少存贮一组BLCK的容量。另外，如图5中所示存贮器地址是用来将一个纯数据DATA和奇-偶校验数据C1、C2分别存贮于缓冲寄存器的不同区域的。
DMA控制器51，能够产生连续的地址数据，而这些连续的地址数据，被送到主控计算机中的地址总线上去，而且通过选择器52，把这些连续的地址数据，提供给随机存贮器RAM20的地址输入端ADRS。
计数器53是用来对钟频进行计数，并且产生一个连续的地址数据的。从这个计数器53中产生的连续的地址数据，输入到地址数据转换电路54，并在其中被变换为与相之交织的地址数据相对应。被变换的数据通过选择器52，提供给随机存贮器RAM20的地址数据终端ADRS。
选择器55用来向系统各个部分提供数据DATA。
常错编码器56，能够根据记录的数据DATA自动形成奇-偶校验数据C1和C2。而纠错译码器57，则能够根据再生数据，并且采用奇-偶校验数据C1和C2进行纠错。
信号处理电路58，能够执行把串行数据变换成并行数据的功能，还能够进行8/10的变换及其反变换。参考标号59表示一个记录和再现的放大器。
上述系统的工作过程可以这样来描述首先介绍一下所描述的记录方式。
通过来自计算机30的数据总线上的一组纯数据经过选择器55加到RAM20。这时DMA控制器51中的连连地址数据，通过选择器52提供给随机存贮器RAM20。因此，在RAM20中，便存贮了这些纯数据，而且它们是按照原始的时间顺序排列的。并且在一5数据存贮区域20内，连续的地址数据也呈连续状态。正如图5所示，当某一组中所有的纯数据都贮存在RAM20中的时候，纠错编码器56，就用这些数据形成一偶校验数据C2。这个奇偶校验数据C2，被存贮在RAM20的存贮区域20C2中，并且也呈现连续状态。
按照地址变换炉路54所转换来的地址数据，磁盘记录的被形相对应的传输顺序，可以以RAM20读出纯数据和奇-偶校验数据C2。这个纯数据再加上纠错编码器56中的奇-偶校验数据C1之后，传送到信号处理电路58中去。在信号处理电路58中，进行8/10的变换，和并行与串行数据之间的变换。然后通过记录和再现放大器59，传送给磁头10。这个磁头将这些数据记录在磁盘2的磁迹2T上，其记录区域相当于九十度宽，例如，区域O。
从RAM20读出一组数据之后，为了响应一个写入请求信号，可以以主控计算机30中将一组连续的纯数据，提供给RAM20。然后再将这组纯数据加入奇-偶校验数据C1、C2中去，使得它们恰好上述操作过程一样，交织在一起。然后记录在磁盘2的磁迹2T上。其范围相当于一个连续九十度的区域。例如，区域1。同样，在将这四个区的数据记录完毕之后，这些数据就转记到另一条磁迹上。
尽管在这个实施例中，在RAM20的存贮区域中记录时，用于存贮奇-偶数据C1的20C1区域并没有被使用。但是奇偶数据C1产生之后，可存贮在20C1区域内。而且可以从RAM20中，按照记录方式所规定的顺序读出数据Data，和奇偶校验数据CM、C2。
在再现过程中，当磁头10扫描到磁迹2T的时候，数据便可以磁头10的输出端提取出来。而这些数据的提取，是通过相当于九十度范围的每一组内进行的。然后再按照下述方式进行信号处理。
为了更具体地进行说明，假设被提取的数据是通过放大器59输入到信号处理电路58中去的。然后，在这一回路中，这个数据从10比特数据的形式变换为8比特数据的形式，并且将串行的数据，再变换为8比特的并行数据。这些并行数据通过选择器55输入到随机存贮器RAM20中去，并贮存在其中，以使数据DATA和奇偶校验数据C1和C2按照在记录时的交错地址数据分别存贮在存贮区域20D、20C1和20C2内。换言之，这些数据致存贮在RAM20中，使得由来自地址数据转换电路54的数据所扩展的数据序列，成为一个连续的数据序列。
当分组内的所有数据都被写入RAM20时，根据地址变换电路54所变换来的地址数据。奇、偶校验数据C1和C2，就可对RAM20所输出的数据DATA进行检错，还可用纠错评码器57进行纠错，然后被再一次写入RAM中，最后，经过纠错的数据就存贮到RAM20内。
因此，所有的按照原始时间顺序和连续的地址数据顺序指令存贮到RAM20中时，一个“准备”信号READ就返回到DMA控制器，51，数据总线就被从主计算机30中的中心处理单元CPO上切断，而且贮存在RAM20中的数据以DMA方方被送到外围设备中去，这种变换过程受到DMA控制器51的控制。
当“READ”(准备信号返回到主控计算机30中后，对于这个主控计算机而言，当然就能实现1/10变换了。
如前所述，根据本发明，不仅仅是在磁盘和外围设备之间设有缓冲寄存器，而且在数据被写入缓冲放大器或从其余说出时，地址转换是按地址分配进行的以保证从软盘上看时，地址数据是不连续的，而从外围设备看时就是连续的。因此，在纠错和奇偶校验数据相加以后，并不需要进行地址数据的变换，从而大大缩短了这种转换所需要的时间，也减少了存贮范围。再进一步说，由于地址可以被外围设备处理为连续数据，因此这个系统可与另一个系统相配，在这另一个系统内，如DBA变换器所要求的连续地址数据是从外部产生的。
此外，由于系统可以由外围设备处理为连续地址，所以很容易构造出这种系统。
权利要求
一个记录和/或再现的数字数据的方法，其数字数据是记录在可旋转的装有外壳的磁盘上，在该数字数据的地址数据相对于原始时间顺序不连续的条件下，加入了冗余比特用以对上述数字数据进行纠错和重新排列，该方法包括的步骤为a、在上述的旋转磁盘的外围设备之间装置一台缓冲寄存器，该缓冲寄存器具有能对上述数字数据完全重新安排的容量。b、所说的数字数据在缓冲寄存器上的分配是将一个纯数据和所说的用于纠错的冗余比特分别存贮在所说的缓冲存贮器的不同存贮区域内。c、当在写或读来自缓冲寄存器的数字数据时，对地址数据进行变换，以便对所说的地址数据进行这样的分配，即需要使得从磁盘记录的形式上看地址数据是不连续的，而从外围设备来看它又是连续的。
专利摘要
一个记录和/或再现信号的方法，间顺序来说是不连续的。加进了一种冗余比特，它能够对数字数据进行此方法包括以下步骤在旋转磁头与外围设备之间，配置一个缓冲寄存器，该缓冲寄存器具有能够对数字数据重新排列和将数字数据在缓冲寄存器内进行分配的容量，使到纯数据和用于纠错的冗余比特，分别存贮在缓冲寄存器的不同区域内。并且根据从缓冲寄存器写入或读出的数字数据对地址、数据进行变换以及重新排列，从而使从磁盘所记录的图形上看，该地址数据是不连续的，而从外围设备上看则是连续的。
文档编号G11B20/10GK85101642SQ85101642
公开日1987年1月10日 申请日期1985年4月1日
发明者久多良木健 申请人:索尼公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan