专利名称：一种三元游程长度受限码的编码/译码方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明属于数字磁记录编码/译码方法与设备。
三元磁记录是近年来发展的一种提高磁记录密度的新技术。在只有两种磁化状态的磁层上记录三元信号的思想是我用两次紧挨着的磁化翻转的互作用致使峰值下降，从而引入第二种信号幅度而达到的。Jacoby在美国专利4，506，252中提出了一种三元磁记录方法，其记录原则是逢1作一次翻转(单翻)，逢2作连续的两次磁化翻转(双翻)，逢0不作翻转。理论和实践证明双翻的幅度将只有单翻的一半左右，而双翻间的过零点正好位于位中间，依此就可以检测2。
Jacoby所提出的这种磁化记录方法必须与三元游程长度受限码相结合。Jacoby在同一专利中提出了一种三元游程码及其编码，译码设备，该码为(2，6)码或(2，7)码。中国专利申请87102230中提出了另一种三元码-三元(2，5)码及其编码/译码设备。
上述这些三元码的主要不足之处是d受限较小结果使得双翻间隔与两个非零码之间的间隔相差不太大，双翻的波形不够理想，不利于检测。另外，我们总是希望d大一点，以便减少位间干扰和峰位漂移。
本发明的目的之一是给出一种具有更大密度比率的三元码，利用这种码可以进一步提高记录密度，本发明的另一目的是给出一种d受限更大，从而使再生波形有利于检测的编码方法。
图1，给出了本发明的编码对照表。
图2，为本发明的编码电路。
图3，为编码实施例。
图4为本发明的译码电路。
图5，为译码实施例。
下面结合附图，详细论述本发明的实施。
参见图1为本发明的编码对照表，该编码对照表含有16个数据字-码字的对应关系。它有三种数据字长，其中数据字W1-W4为三位字长，而数据字W5-W8为四位字长，数据字W9-W16为五位字长，五位字长的首两位均为0，四位字长的首位为0，第二位为1，三位字长的首位为1。在编码时，首先要将数据序列分成数据字序列，并对每个数据字进行编码，对于字长为五位的数据字则按字长为五的对照表编码，若字长为四位则按字长为四的对照表编码，否则按字长为三的编码对照表编码。
由图1的编码对照表产生的码序列，最小0游程为4，而最大0游程为10，因而它是(4，10)码，该码的码率为 1/2 ，因此其密率d为2.5，表1为本三元码与其他几种三元码的比较。
由上可见这种码参数较优，有利于提高位密度，而且这种码的编码，译码设备也很简单，误差传播也在所能忍受的范围之内。这一点通表1d k w p( (k+1)/(d+1) ) D三元3PM(1) 2 7 2/3 2.67 2.0三元3PM(2) 2 6 2/3 2.33 2.0三元(2，5) 2 5 2/3 2.0 2.0三元(4，10) 4 10 1/2 2.2 2.5过图2及图4的编码/译码设备就可看出。
三元码有三种记录符号0，1，2，在电路中这三种符号可以有多种表示形式，我们就其中的一种加以论述。对于其他各种表示法，依据本发明的思想同样可以加以实施。我们所采用的表示法为表2三元符号表示码CC′000110211参见图2为本发明的编码电路，该电路含有一个移位寄存器〔10〕，要记录的数据序列以时钟CL0的频率串行移入该寄存器。该寄存器有四个存贮单元，它把存贮的四位数据并行送到位置指示器〔20〕和组合逻辑〔30〕中进行编码。
该编码电路还含有两个移位寄存器〔11〕，〔12〕。由组合逻辑〔30〕产生的码分别置入到〔11〕及〔12〕中，在〔11〕和〔12〕中分别存贮每一个三元码位的一位C及C′。也就是说〔11〕存贮的是C序列，而〔12〕存贮的是C′序列。寄存器〔11〕及〔12〕并行接收两位码字并将码字串行移出，送到三元记录系统(未标出)中进行记录。在本编码电路中每次仅对一位数据进行编码产生两位码字。因而寄存器〔11〕及〔12〕只须两位即可。
位置指示器〔20〕指示当前被编码的数据是位于该数据所属数据字中的第几位。例如，如果当前被编码的数据属于5位字长的，那么可能的位置为第1，2，3，4，5位。每个数据字的末位为第一位B1，其他各位为B2，B3，B4，B5。位置指示器含有一个位置指示寄存器〔21〕，该寄存器有四位，分别存贮B2，B3，B4，B5，而B1(也即一个数据字的结束位)则以全0表示，当系统开始工作时寄存器〔21〕各位全清为0，在每一个数据字开始编码时，要对寄存器〔21〕的B3，B4，B5三个位置位，对于3，4，5三种字长，置入的三位分别为100，010，001。而后寄存器〔21〕进行移位，移位时钟与寄存器〔10〕的移位时钟一样，它每移一位表示要对新的一位进行编码。位置指示器〔20〕还含有两个与门，与门〔22〕用于判别当前数据字的字长是否为5，与门〔23〕用于判别字长是否为4，这两个判别的逻辑分别为B5＝a1a2，B4＝a1a2，字长3直接由a1位确定B3＝a1，这些信号经过延迟后送到移位寄存器〔21〕，这样当〔21〕处于置入状态时，在下一移位脉冲到来时，它们将被置入到〔21〕中。在位置指示器〔20〕中还含有一个或门〔24〕，该或门用于检测当前被编码的位是否为B1(也就是第末位)，由此可以判别当前数据字的编码是否结束，当其输出为低电平时表明当前数据字编码结束，该输出延迟后用于控制移位寄存器的置位/移位操作。当其输出为低电平时(当前数据字编码结束)，在下一个移位脉冲来到时将新的数据字的字长信息B3B4B5置入移位寄存器〔21〕中，之后其输出又变为高电平，此时移位寄存器〔21〕将随时钟CL0进行移位。位置指示器的B5及B3信号将输出到编码组合逻辑〔30〕，参与编码。
编码组合逻辑〔30〕含有六个与门〔31〕，〔32〕，〔34〕，〔35〕，〔37〕，〔39〕及三个或门〔33〕，〔36〕，〔38〕组成。由与门〔31〕〔32〕及或门〔36〕组成的逻辑产生第一个三进制码位的C位C0，而由或门〔33〕及与门〔37〕组成的逻辑产生第二个三进制码位的C位C1。由与门〔34〕，〔35〕及或门〔38〕组成的逻辑产生第一个三进制码位的C′位C0′，由或门〔33〕及与门〔39〕组成的逻辑产生第二个三进制码位的C′位C1′。它们的逻辑表达式分别为C0＝a2B5+a0a1B3C1＝(a0+a1)B3C0′＝aa3B5+a0a1a2B2C1′＝(a0+a1)a2B3
由编码逻辑〔30〕产生的二位码字的C位C0、C1并行置入移位寄存器〔11〕，C′位C0′、C1′并行置入移位寄存器〔12〕中，移位寄存器〔11〕、〔12〕的移位时钟CL1的频率为移位寄存器〔10〕的移位时钟CL0的两倍。移位寄存器〔11〕，〔12〕还含有时钟CL2，该时钟用于控制移位寄存器〔11〕，〔12〕的置位/移位，当它为低电平时〔11〕，〔12〕将进行置位，而当它为高电平时〔11〕、〔12〕将进行移位，将置入的码字移出。
参见图3给出了一个数据序列的编码过程。其中(a)为时钟CL0，(b)为时钟CL1，(c)为时钟CL2，(d)为输入的数据序列，(e)为数据字结束脉冲，(f)为对应于数据序列的码序列C，(g)为码序列C′。
图4给出本发明的译码电路，该电路含有两个移位寄存器〔40〕，〔41〕。这两个寄存器分别以时钟CL0′的频率串行接收、移位从磁盘中读出的三进制码序列C序列和C′序列。这两个寄存器为12位移位寄存器，它将寄存的码子序列并行送到译码组合逻辑〔42〕进行译码，译码组合逻辑由五个与门〔44〕-〔48〕及一个或门〔49〕组成，其译码算法为d = C0C5+ C1C-4+ C-2C3+ C-1C′-6+ C′-3+ C-′4C1码序列每在〔40〕、〔41〕中移位一次，译码组合逻辑〔42〕就要进行一次译码，每两次译码只有一次有效，也就是说只有当被译码的两位码字移到寄存器〔40〕，〔41〕中的适当位置时译码结果才有效。译码结果置入D触发器〔43〕中，译码结果的有效性由D触发器〔43〕的触发时钟CL1′确定。当译码结果有效时，触发时钟CL1′触发D触发器〔43〕，将译码结果置入。时钟CL1′的频率为时钟CL0′的频率的一半，其关系参见图5所示。
参见图5为一个译码例子，其中(a)为时钟CL0′，(b)为时钟CL1′，(c)为码序列，(d)为相应的数据序列。
由译码电路可见本译码的误差传播为6位数据位，也就是说一位读出码位错最多将引起6位译码数据的错误，这对于目前磁盘上所采用的先进的ECC纠检错技术来说是可以忍受的。
采用本发明的编译码技术将使得磁记录密度比利用MFM码的提高150%，比用三元3PM码的提高25%。
权利要求
1.一种把随机二进制序列变换成游程长度受限码序列的编码方法，其特征包括a.将随机二进制数据序列分成允许的长度可变的数据字序列；b.判别并寄存当前要编码的数据位属于所在数据字中的第几位；c.根据当前数据位在所在数据字中的位置以及所在数据字所对应的码字，(位数为数据字的两倍)，将它编码成相应的两位码位。
2.按要求1所述的编码方法，其特征在于对于把二进制数据序列变换成0游程限制在4和10之间的三进制码序列的编码，其中所说的可变数据字字长可以为3，4或5位，而相应的码字字长分别为6，8，10;三位字长的数据字有四个，它们可以分别对应于码字200000，100000，020000，010000中的一个;四位字长的数据字也有四个，它们可以分别对应于码字00200000，00100000，00020000，00010000中的一个;五位字长的数据字有八个，它们可以分别对应于码字0000200000，0000100000，0000020000，0000010000，2000020000，2000010000，1000020000，1000010000中的一个。
3.一种编码设备，将第一种长度的二进制数据序列变换为第二种长度的三进制的0游程受限的码序列，这种设备包括输入移位寄存器，输出移位寄存器，位置指示器捅嗦胱楹下呒涮卣魇俏恢弥甘酒髦甘镜鼻氨槐嗦氲氖菸皇鞘粲诒嗦攵哉毡碇邢嘤κ葑种械牡诩肝弧１嗦胱楹下呒谰菔淙胍莆患拇嫫鞯氖涑黾拔恢弥甘酒鞯氖涑鼋斜嗦耄嘤Φ穆胱郑轿唬
4.按权利要求3所述的编码设备，其中所说的位置指示器的特征是含有一个移位寄存器，位置判别逻辑和数据字编码结束检测逻辑;位置判别逻辑判别当前被编码的数据字的字长(即数据字首位的位置信息)，并将结果置入位置指示寄存器;数据字结束检测逻辑根据位置指示移位寄存器的内容判别当前数据字的编码是否结束。
5.按权利要求3所述的编码设备，对于将一位数据转换成二位三进制码字C0C0′，C1C1′的三元(4，10)游程长度受限码，其特征是所说的输入移位寄存器有四个存贮单元记为a0-a3，所说的位置指示器含有四位位置指示移位寄存器B2B3B4B5，位置判别逻辑为B5＝a1a2，B4＝a1a2，B3＝a1，数据字结束检测逻辑为B＝B5+B4+B3+B2，而编码组合逻辑的逻辑表达式为C0＝a2B5+a0a1B3C1＝(a0+a1)B3C0′＝aa3B5+a0a1a2B2C1′＝(a0+a1)a2B3
6.一种译码设备，将再生的三进制(4，10)码序列变换为所对应的数据序列，该设备每次对两位三进制码字译码产生一位数据，它含有两个十二位输入移位寄存器C-6C6，C-6′C6′，这两个寄存器串行接收和移位再生码序列，它还含有一个输出D触发器，译码组合逻辑，其特征是译码组合逻辑将对应于位C0C0′，C1C1′的三进制码字译码产生一位数据字，译码组合逻辑的逻辑表达式为d = C0C5+ C1C-4+ C-2C3+ C-1C′-6+ C′-3+C-′4C全文摘要
一种三元游程长度受限码的编码译码方法与设备，它把二进制数据序列分成长度可变的十六种允许的数据字序列，将每个数据字变换成位数为其两倍的三进制码字，得到游程至少为4，至多为10的三进制码序列，以及将这种码序列反变换成原来的数据序列的译码设备。利用这种方法和设备可以使记录密度比用三元3PM提高25％。
文档编号H03M7/06GK1032273SQ8710646
公开日1989年4月5日 申请日期1987年9月24日 优先权日1987年9月24日
发明者马瑞芳, 陈长林 申请人:中国科学院计算技术研究所