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SCHRIFTÜCKE, DIE
DURCH BEZUGNAHME BESTANDTELL HIERVON SIND
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EP-A-0690442
von Albrecht u.a., die als eine den Stand der Technik am nächsten darstellende
Anmeldung betrachtet wird, wird hier miteinbezogen, da sie ein zeitsteuerungsbasiertes
Servosystem für
Magnetbandsysteme zeigt.
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US-A-5930065
von Albrecht u.a., veröffentlicht
am 27.07.1999 und eingereicht am 16.05.1997, wird hier miteinbezogen,
da sie das Verschieben der Übergänge eines
zeitsteuerungsbasierten Servosystems zeigt, um die Servosignale
mit Daten zu überlagern.
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BEREICH DER
TECHNIK
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Diese
Erfindung betrifft zeitsteuerungsbasierte Servosysteme für Aufzeichnungen
in Längsrichtung
wie zum Beispiel für
Magnetbandlaufwerke, und genauer gesagt betrifft sie einen Code,
um den Servo mit einem seriellen Bitstrom zu überlagern.
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DER ERFINDUNG ZUGRUNDE
LIEGENDER ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Ein
Verfahren, das bei Magnetbandeinheiten angewandt wird, um die Kapazität auf ein
Höchstmaß zu steigern,
besteht darin, eine größtmögliche Anzahl von
parallelen Spuren auf dem Band zu erreichen. Um eine größtmögliche Anzahl
von Spuren zu erreichen, werden üblicherweise
Servosysteme eingesetzt, die eine Spurnachführung und eine sehr enge Anordnung
der Spuren ermöglichen.
Obgleich sie als Bandeinheiten des unteren Leistungsbereichs ("low end") bezeichnet werden,
arbeiten diese Bandeinheiten nun mit Spurnachführung, um eine höchstmögliche Anzahl
von Spuren zu erreichen.
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Ein
Beispiel für
die Servoregelung mit Spurnachführung
ist die Bereitstellung von Gruppen von vorher aufgezeichneten parallelen
längs verlaufenden
Servospuren, die zwischen Gruppen von längs verlaufenden Datenspuren
liegen, so dass ein oder mehrere Servoköpfe die Servoinformationen
lesen können
und ein mitlaufendes Spurnachführungsservosystem
die seitliche Position des Kopfes oder des Bandes so einstellt,
dass die Servoköpfe über den entsprechenden
Servospuren zentriert bleiben. Die Servoköpfe befinden sich in einem
festgelegten Abstand zu den Datenköpfen, so dass die Zentrierung der
Servoköpfe
eine Zentrierung der Datenköpfe über den
Datenspuren zur Folge hat. Der festgelegte Abstand wird bei allen
Bandlaufwerken einer bestimmten Familie beibehalten, wodurch ein
Bandmedium zwischen Bandlaufwerken in derselben oder in kompatiblen
Familien ausgetauscht werden kann.
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Ein
Beispiel für
Spurnachführungsservosysteme,
die insbesondere für
Bänder
ausgelegt sind, ist unter anderem das von Albrecht u.a. in der EP-Anmeldung
dargelegte. Die Servomuster bestehen aus Magnetflussübergängen, die
in fortlaufenden Längen auf
einer Spur in nichtparallelen Winkeln so aufgezeichnet werden, dass
sich die Zeitsteuerung der Servoübergänge, die
aus dem Servomuster an einer beliebigen Stelle in dem Muster gelesen
werden, ständig
verändert, während der
Kopf über
die gesamte Breite des Servomusters bewegt wird. Das Muster kann
zum Beispiel ein Paar gegenüberliegender Übergänge umfassen,
von denen jeder als "Winkel" ("chevron") bezeichnet wird,
welche als Raute erscheinen, wobei diese Übergänge in Bezug auf die Spur in
der Längsrichtung
geneigt oder abgeschrägt sind.
Somit schwankt die relative Zeitsteuerung der von einem Servolesekopf
gelesenen Übergänge linear
in Abhängigkeit
von der seitlichen Position des Kopfes. Eine gleichbleibende Geschwindigkeit
wird ermöglicht,
indem eine Gruppe von ineinander verflochtenen Übergangspaaren verwendet und
das Verhältnis
von zwei Zeitintervallen ermittelt wird, dem Intervall zwischen
zwei gleichen Übergängen, verglichen
mit dem Intervall zwischen zwei ungleichen Übergängen. Eine Synchronisation
des Decodierers mit dem Servomuster kann dadurch erreicht werden, dass
man zwei getrennte Gruppen von Übergangspaaren
hat, wobei jede Gruppe eine unterschiedliche Anzahl von Übergangspaaren
hat. Somit lässt
sich die Position in dem Satz von Gruppen ohne weiteres ermitteln,
wenn man die Anzahl der Übergangspaare in
der aktuellen Gruppe kennt.
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Um
die Position des Bandes in Längsrichtung
zu ermitteln, legt die US-Anmeldung von Albrecht u.a. ein Magnetbandmedium
offen, bei dem den zeitsteuerungsbasierten Servoinformationen der EP-Anmeldung von Albrecht
u.a. Dateninformationen überlagert
werden, die längsgerichtete
Adressierungs- oder Tachometerinformationen umfassen können. Mindestens
zwei Übergänge der
Servoinformationen werden mit Bezug auf andere der Übergänge der
Servoinformationen in Längsrichtung
verschoben, wobei die verschobenen Übergänge die überlagerten Adressierungsdateninformationen
umfassen. Der Grund für
die Verschiebung der beiden Übergänge besteht
darin, dass die Zeitsteuerung zwischen Paaren von Übergängen, die
für den
zeitsteuerungsbasierten Servo notwendig ist, aufrechterhalten wird. Die
beiden verschobenen Übergänge können sich
in demselben Satz von Mustern oder "Winkeln" oder in sich gegenüberliegenden Winkeln befinden,
was als "Rauten"-Muster bezeichnet
wird.
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Die
Codes und die sich daraus ergebenen Muster, die in der US-Anmeldung von Albrecht
u.a. beschrieben sind, sind hauptsächlich für andere Bandlaufwerke als
die des ganz unteren Leistungsbereichs ausgelegt, damit sie eine
große
Datenmenge aufnehmen können,
und sie sind deshalb etwas kompliziert und erfordern eine umfangreiche
Logik zur Decodierung.
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Diese
Fähigkeit,
Daten in einem zeitsteuerungsbasierten Servo zu überlagern, ist auch bei Bandlaufwerken
des ganz unteren Leistungsbereichs von großem Wert, da so die Notwendigkeit
für einen teuren
Tachometer entfällt.
Die ideale Lösung,
die man braucht, ist ein Codierschema, das es ermöglicht,
die Decodierung so durchzuführen,
dass über die
Logik des Servo hinaus keine Logik in großem Umfang eingesetzt werden
muss.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
wird ein Codierverfahren offen gelegt, das die Verwendung eines
internen Synchronisationsverfahrens für einen zeitsteuerungsbasierten
Servo vorteilhaft nutzt, um eine vereinfachte Synchronisation von
seriellen Bitstromdaten zu ermöglichen,
und das ein Codierverfahren für
den seriellen Bitstrom umfasst, das ein regelmäßig wiederkehrendes Muster von
Signalfolgen (Bursts) verwendet, wobei jede Periode zwei Signalfolgen
mit 5 Übergängen, gefolgt von
zwei Signalfolgen mit 4 Übergängen, umfasst.
In einer Ausführungsform
stellt der Code in jeder Signalfolge mit 5 Übergängen zwei festgelegte Positionen
für den
zweiten und den vierten Übergang
bereit, die sich in einem Abstand zu in gleichem Abstand zueinander
befindlichen Positionen in der Signalfolge befinden, um jeden von
zwei Bitwerten darzustellen. In jeder Signalfolge mit vier Übergängen stellt
der Code zwei festgelegte Positionen für den zweiten und den dritten Übergang
bereit, die sich in einem Abstand zu in gleichem Abstand zueinander
befindlichen Positionen in der Signalfolge befinden, um jeden von
zwei Bitwerten darzustellen. Der Bitstrom wird in Wörter codiert,
die aus einem oder mehreren 4-Bit-Symbolen bestehen, wobei die Wörter durch ein
6-Bit-Worttrennsymbol getrennt werden. Damit das Trennsymbol ohne
weiteres gefunden werden kann, ist es erforderlich, zwei der möglichen
16 4-Bit-Symbole zu entfernen, wodurch 14 4-Bit-Symbole für Daten übrig bleiben.
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Das
Codierverfahren wird von einem vereinfachten Verfahren überwacht,
das für
Bandlaufwerke des unteren Leistungsbereichs geeignet ist, die die Abstände zwischen
den Übergängen mit
festgelegten Positionen der beiden Signalfolgen einer Periode mit
5 Übergängen und
die Abstände
zwischen zwei der Übergänge ohne
festgelegte Positionen der beiden Signalfolgen der Periode mit den
5 Übergängen zum
Vergleich akkumulieren und die Abstände zwischen den Übergängen mit
festgelegten Positionen der beiden Signalfolgen einer Periode mit
4 Übergängen sowie
den Abstand zwischen zwei der Übergänge ohne
festgelegte Positionen von einem der beiden Signalfolgen der Periode
mit den 4 Übergängen zum Vergleich
akkumulieren.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Codierung
eines seriellen Bitstroms in einem zeitsteuerungsbasierten Nachführungsservomuster
bereitgestellt, wobei das Muster regelmäßig wiederkehrend ist, wobei
jede Periode zwei Signalfolgen mit 5 Übergängen, gefolgt von zwei Signalfolgen
mit 4 Übergängen, umfasst, wobei
alle Übergänge in Bezug
auf die Spur geneigt oder abgeschrägt sind, wobei das Verfahren
durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Verschieben
des zweiten und des vierten Übergangs von
Signalfolgen mit 5 Übergängen von
in gleichem Abstand zueinander befindlichen Positionen in der Signalfolge
an eine von zwei festgelegten Positionen, um jeden von zwei Bitwerten
darzustellen;
Verschieben des zweiten und des dritten Übergangs von
Signalfolgen mit 4 Übergängen von
in gleichem Abstand zueinander befindlichen Positionen in der Signalfolge
an eine von zwei festgelegten Positionen, um jeden von zwei Bitwerten
darzustellen; und
Codieren des seriellen Bitstroms in Wörter, die
aus einem oder mehreren 4-Bit-Symbolen bestehen, wobei die Wörter durch
ein 6-Bit-Worttrennsymbol getrennt werden.
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Gemäß einer
zweiten Erscheinungsform der Erfindung wird ein Muster mit Übergängen bereitgestellt,
um einen seriellen Bitstrom in einem zeitsteuerungsbasierten Nachführungsservomuster
auf ein Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen, wobei das Muster regelmäßig wiederkehrend
ist, wobei jede Periode zwei Signalfolgen mit 5 Übergängen, gefolgt von zwei Signalfolgen
mit 4 Übergängen, umfasst, wobei
alle Übergänge in Bezug
auf die Spur geneigt oder abgeschrägt sind, wobei das Verfahren
dadurch gekennzeichnet ist, dass:
jede Signalfolge mit 5 Übergängen zwei
festgelegte Positionen für
den zweiten und den vierten Übergang hat,
die sich in einem Abstand zu in gleichem Abstand zueinander befindlichen
Positionen in der Signalfolge befinden, um jeden von zwei Bitwerten
darzustellen;
jede Signalfolge mit 4 Übergängen zwei festgelegte Positionen
für den
zweiten und den dritten Übergang hat,
die sich in einem Abstand zu in gleichem Abstand zueinander befindlichen
Positionen in der Signalfolge befinden, um jeden von zwei Bitwerten
darzustellen; und
der Bitstrom in Wörter codiert wird, die aus
einem oder mehreren 4-Bit-Symbolen bestehen, wobei die Wörter durch
ein 6-Bit-Worttrennsymbol getrennt werden.
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Um
diese und andere Erscheinungsformen der vorliegenden Erfindung besser
zu verstehen, sollte lediglich beispielhaft auf die folgende ausführliche
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit
den beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNNGEN
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1 ist
eine perspektivische Darstellung einer Datenspeichereinheit in Form
von einem Bandlaufwerk und einer zugehörigen Bandkassette, bei dem
die Codierung der vorliegenden Ausführungsform zur Anwendung kommen
kann;
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2 ist
eine schematische Darstellung eines uncodierten Servomusters und
zweier Beispiele von codierten Servomustern gemäß der vorliegenden Ausführungsform;
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3 stellt
die Codierung von Symbolen und die Synchronisationsmarkierung der
vorliegenden Ausführungsform
dar;
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die 4 und 5 sind
Prinzipdarstellungen bzw. Blockschaltbilder eines Schreibgenerators, der
dazu dient, die codierten Übergänge der
vorliegenden Ausführungsform
zu schreiben;
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6 ist
eine Prinzipdarstellung bzw. ein Blockschalbild eines Schreib-/Lesemagnetkopfes und
des Servokopfes und Servosystems der Bandlaufwerk-Datenspeichereinheit
und der zugehörigen Bandkassette
der vorliegenden Ausführungsform;
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7 stellt
schematisch einen Servokopf dar, während dieser das Servomuster
nachführt,
und sie stellt das von dem Kopf erzeugte Ausgangssignal sowie die
entsprechenden A- und B-Signalintervalle dar;
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8 stellt
schematisch die Abstandsfestlegung der Übergänge dar, die gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
codiert werden;
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9 ist
eine schematische Darstellung eines Beispiels für ein Decodierverfahren der
vorliegenden Ausführungsform;
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10 ist
ein Blockschaltbild eines Bitdecodierers der vorliegenden Ausführungsform;
und
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11 ist
ein Blockschaltbild eines Datenwortdecodierers der vorliegenden
Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bezug
nehmend auf 1 ist ein zeitsteuerungsbasiertes
Servosystem gezeigt, das ein Servomuster und die in dem Servomuster
codierten Daten gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liest. Bezug nehmend auf 1 enthält das System
ein Bandlaufwerk 12, das eine Banddatenkassette 14 aufnimmt
und über
ein Kabel 18 mit einer Bandsteuereinheit des Hostprozessors 16 verbunden
ist. Die Bandkassette 14 umfasst ein Gehäuse 19,
das ein Magnetband 20 mit einer bestimmten Länge enthält. Das
Bandlaufwerk 12 enthält
einen Aufnahmeschlitz 22, in den die Kassette 14 eingelegt wird.
Der Hostprozessor 16 kann einen beliebigen geeigneten Prozessor
wie zum Beispiel einen Personal Computer wie den "Aptiva" von IBM umfassen, oder
er kann ein Arbeitsplatzrechner wie zum Beispiel der "RS6000" von IBM oder ein
Systemrechner wie der "AS400" von IBM sein. Das
Bandlaufwerk 12 ist vorzugsweise mit den zugehörigen Hostprozessoren
kompatibel und kann beliebige einer Vielzahl von linearen Kassettenformaten
vorgeben. Beispiele für solche
Bandlaufwerke sind vorzugsweise Bandlaufwerkseinheiten des unteren
Leistungsbereichs wie beispielsweise Bandlaufwerke, die mit "Digital Linear Tape" oder "Travan" kompatibel sind.
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2 veranschaulicht
ein uncodiertes zeitsteuerungsbasiertes Servomuster der EP-Anmeldung
von Albrecht u.a. Die Servomuster bestehen aus Magnetflussübergängen, die
in fortlaufenden Längen
auf einer Spur in nichtparallelen Winkeln aufgezeichnet werden,
so dass sich die Zeitsteuerung der Servoübergänge, die aus dem Servomuster
an einer beliebigen Stelle in dem Muster gelesen werden, ständig verändert, während der
Kopf über
die gesamte Breite des Servomusters bewegt wird. Das Muster kann
ein Paar gegenüberliegender Übergänge umfassen,
von denen jeder als "Winkel" bezeichnet wird,
die als Raute erscheinen, wobei diese Übergänge in Bezug auf die Spur in
der Längsrichtung
geneigt oder abgeschrägt
sind. Somit schwankt die relative Zeitsteuerung der von einem Servolesekopf gelesenen Übergänge linear
in Abhängigkeit
von der seitlichen Position des Kopfes. Eine gleichbleibende Geschwindigkeit
wird ermöglicht,
indem eine Gruppe von ineinander verflochtenen Übergangspaaren verwendet und
das Verhältnis
von zwei Zeitintervallen ermittelt wird, dem Intervall zwischen
zwei gleichen Übergängen, verglichen
mit dem Intervall zwischen zwei ungleichen Übergängen. Eine Synchronisation des
Decodierers mit dem Servomuster kann dadurch erreicht werden, dass
man zwei getrennte Gruppen von Übergangspaaren
hat, wobei jede Gruppe eine unterschiedliche Anzahl von Übergangspaaren
hat. Somit lässt
sich die Position in dem Satz von Gruppen ohne weiteres ermitteln,
wenn man die Anzahl der Übergangspaare
in der aktuellen Gruppe kennt.
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Zwei
Beispiele für
codierte Servomuster gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind in 2 gezeigt.
Genauer gesagt, Bits werden codiert, indem der zweite und der vierte Übergang
einer Signalfolge mit 5 Übergängen und der
zweite und der dritte Übergang
einer Signalfolge mit 4 Übergängen verschoben
werden. Die nichtverschobenen Positionen für die Übergänge sind als gestrichelte Winkel
gezeigt. Die Winkel werden in beiden Hälften des Rautenmusters in
gleicher Weise verschoben. Das Codiermuster verwendet wechselweise
Signalfolgen mit 5 und 4 Übergängen, um
eine vereinfachte Synchronisation der Daten zu ermöglichen,
wie nachstehend erklärt
wird, und umfasst ein Codierverfahren, das ein regelmäßig wiederkehrendes
Muster von Signalfolgen verwendet, wobei jede Periode eine Raute
aus zwei Signalfolgen mit 5 Übergängen, gefolgt
von einer Raute aus zwei Signalfolgen mit 4 Übergängen, umfasst. In jeder Signalfolge mit
5 Übergängen stellt
der Code zwei festgelegte Positionen für den zweiten und den vierten Übergang bereit,
die sich in einem Abstand zu in gleichem Abstand zueinander befindlichen
Positionen in der Signalfolge befinden, um jeden von zwei Bitwerten
darzustellen. In jeder Signalfolge mit vier Übergängen stellt der Code zwei festgelegte
Positionen für
den zweiten und den dritten Übergang
bereit, die sich in einem Abstand zu in gleichem Abstand zueinander befindlichen
Positionen in der Signalfolge befinden, um jeden von zwei Bitwerten
darzustellen.
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In
dem Beispiel in der Mitte wird folglich ein Bit mit dem Wert "1" codiert, indem die Positionen des zweiten
und der vierten Winkels des Musters mit 5 Winkeln näher zusammen
geschoben werden. Das nächste
Bit, das gezeigt ist, ist eine "0" in einem Muster
mit 4 Winkeln, das codiert wird, indem die Positionen des zweiten
und des dritten Winkels des Musters mit 4 Winkeln weiter auseinander
geschoben werden. In dem unteren Beispiel wird ein Bit mit dem Wert "0" in einem Muster mit 5 Winkeln codiert,
indem die Positionen des zweiten und des vierten Winkels des Musters
mit 5 Winkeln weiter auseinander geschoben werden. Das nächste Bit,
das gezeigt ist, ist eine "1" in einem Muster
mit 4 Winkeln, das codiert wird, indem die Positionen des zweiten
und des dritten Winkels des Musters mit 4 Winkeln enger zusammen
geschoben werden.
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3 zeigt
die Codierung von 4-Bit-Symbolen und eine 6-Bit-Synchronisationsmarkierung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Von den 16 möglichen
Mustern, die für
Symbole zur Verfügung
stehen, werden 2 Muster ausgenommen, um eine Synchronisationsmarkierung
bereitzustellen, die die Wörter
des codierten seriellen Bitstroms trennt. Somit werden die Muster "1000" und "0000" ausgenommen, um das
6-Bit-Synchronisationsmarkierungsmuster "100000" bereitzustellen.
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Wörter können daher
einen Bitstrom bilden, dessen Länge
durch 4 teilbar ist, wobei 4 die Anzahl der Bits in einem Symbol
ist. Die Wortlänge
umfasst die Länge
des Wortes sowie die 6 Bits der Synchronisationsmarkierung. Folglich
gilt: WORTLÄNGE
= (N·4)
+ 6.
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Um
eine Synchronisation von Symbolen und Wörtern zu ermöglichen,
müssen
jedes Symbol und die Synchronisationsmarkierung mit demselben aus zwei
Winkeln bestehenden Rautenmuster beginnen. In einem Beispiel müssen folglich
jedes Symbol und die Synchronisationsmarkierung mit einem aus 5 Rauten
bestehenden Muster beginnen. Dies ist das Beispiel der veranschaulichten
Ausführungsform.
Alternativ dazu müssen
somit jedes Symbol und die Synchronisationsmarkierung mit einem
aus 4 Rauten bestehenden Muster beginnen.
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In
den 4 und 5 ist ein Kopf 30 gezeigt,
der dazu dient, das codierte Servomuster auf das Band 20 zu
schreiben.
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Das
Band wird zwischen den Bandspulen 32 und 33 in
Richtung des Pfeils 34 bewegt. Der Mustergenerator 35 von 3 ist
in 2 ausführlich
gezeigt und umfasst eine Steuereinheit 40 und einen Codierer 41.
Der Mustergenerator und der Impulsgenerator sind als mit beiden
strukturierten Aussparungen des Kopfes 30 verbunden gezeigt.
Die codierten Daten werden vom Codierer in das Schieberegister 43 geladen,
was von der Steuereinheit gesteuert wird, und dann in den Impulsgenerator 45 geschoben.
Das Schieberegister stellt die Zeitsteuerung der Bereitstellung
von Impulsen durch den Impulsgenerator dar, um zu veranlassen, dass
der Kopf 30 gleichzeitig beide Winkel der Raute auf das
Band 402 schreibt. Statt eines regelmäßigen sich wiederholenden Winkelmusters,
wie es in der Anmeldung 08-270207 von Albrecht u.a. aus dem Jahr
1994 vorkommt, modulieren die Daten des Schieberegisters die Zeitsteuerung
des ausgewählten
Impulsdetektors, um die Winkel der Rauten so zu verschieben, dass
sie die gewünschten
Daten auf dem Servomuster überlagern.
Die Genauigkeit wird erzielt, indem der Impulsgenerator 45 auf
einen konstanten Takt abgeglichen und die Bandgeschwindigkeit an
der beweglichen Bandspule 48 überwacht wird, um die Bandgeschwindigkeit
so konstant wie möglich
zu halten.
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Bezug
nehmend auf 5 wird das codierte Servomuster
vom Lesekopf 50 erkannt, von der Schaltung 51 verstärkt und
vom Musterprüfer 52 geprüft. Fehler
können
gemeldet werden, indem am Kopf 53 ein Fehlersignal angelegt
wird.
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6 ist
eine Ansicht auf einen Teil des Magnetbands 20 der Kassette 14 im
Bandlaufwerk 12 von 1. Ein Bandlaufwerk 12 enthält üblicherweise
Antriebsmotoren (nicht gezeigt), um die Bandspulen der Kassette 14 zu
drehen, so dass das Band 20 über eine Kopfvorrichtung 60 bewegt
werden kann. Die Kopfvorrichtung ist in durchgehenden Linien gezeigt
und enthält
einen verhältnismäßig schmalen Servolesekopf 62,
der ein Servomuster erkennt, das auf einer Servospur 63 des
Bandes aufgezeichnet ist. Ein Datenkopf 65 der Kopfvorrichtung
ist üblicherweise
größer als
der Servokopf und über
einem Datenspurbereich 66 des Bandes positioniert, der
mehrere Datenspuren enthält,
um Daten zu lesen, die auf einer Datenspur aufgezeichnet sind, oder
um Daten auf eine Datenspur zu schreiben. 2 zeigt
der Übersichtlichkeit
der Darstellung halber einen einzigen Servolesekopf und einen einzigen
Datenkopf. Dem Fachmann ist bekannt, dass manche Bandsysteme des
unteren Leistungsbereichs mehrere parallele Servospuren, mehrere
Servoleseköpfe
und mehrere Datenlese- und -schreibköpfe haben.
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Die
Mittenlinie 70 der Servospur ist als eine entlang der Länge des
Bandes 20 verlaufende Linie angegeben. Der Servolesekopf 62 ist
verhältnismäßig schmal
und deutlich weniger breit als die Servospur 63. Gemäß der Anmeldung
08-270207 von Albrecht
u.a. aus dem Jahr 1994, die Bestandteil hiervon ist, wird das Band
in Längsrichtung über die Kopfvorrichtung 60 des
Bandes bewegt, so dass sich die Servospur 63 linear zum
Servokopf 62 bewegt. Wenn eine solche Bewegung stattfindet,
wird das Servomuster der Magnetflussübergänge vom Servolesekopf 62 erkannt,
so dass er ein analoges Servolesekopfsignal erzeugt, das über eine
Servosignalleitung 72 einem Signaldecodierer 73 zugeführt wird. Der
Signaldecodierer verarbeitet das Servolesekopfsignal und erzeugt
ein Positionssignal, das über
die Positionssignalleitungen 75 an eine Servosteuereinheit 76 übertragen
wird. Die Servosteuereinheit erzeugt ein Servosteuersignal und stellt
es auf den Steuerleitungen 78 einem Servopositioniermechanismus
an der Kopfvorrichtung 60 bereit. Der Servopositioniermechanismus
antwortet auf das Steuersignal von der Servosteuereinheit, indem
er die Vorrichtung, die den Servokopf 62 enthält, seitlich
zur Mittenlinie 70 der Servospur bewegt, um die gewünschte Servospur
zu erreichen oder um den Datenkopf in Bezug auf die jeweilige Datenspur
zentriert zu halten.
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7 veranschaulicht
das zeitsteuerungsbasierte Servomuster der Anmeldung 08-270207 von Albrecht
u.a. aus dem Jahr 1994. Der Fachmann erkennt, dass die senkrechten
Linien Streifen von Magnetflussübergängen oder
Magnetflussbereichen darstellen, die sich über die Breite einer Servospur erstrecken.
Im Falle von Magnetflussbereichen umfassen die Ränder Flussübergänge, die erkannt werden, um
das Servolesekopfsignal zu erzeugen. Die Übergänge haben zwei magnetische
Polaritäten, eine
an jedem Rand eines Streifens. Ferner Bezug nehmend auf 6 erzeugt
der Servolesekopf 62 beim Kreuzen eines Übergangs
einen Impuls, dessen Polarität
von der Polarität
des Übergangs
bestimmt wird. Zum Beispiel könnte
der Servokopf positive Impulse bei der steigenden Flanke eines jeden Streifens
und negative Impulse bei der fallenden Flanke erzeugen. Vorzugsweise
werden im Decodierer nur die positiven Impulse der steigenden Flanke
in der Vorwärtsrichtung
und positive Impulse der fallenden Flanke in der umgekehrten Richtung
verwendet.
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Das
Servomuster 63 umfasst sich wiederholende Übergänge, die
zwei verschiedene Ausrichtungen haben. Erste "Winkel" 80 erstrecken sich über die
Breite einer Servospur und haben eine erste Ausrichtung, die in
Bezug auf die Längsrichtung
der Spur geneigt ist. Zweite Streifen oder Winkel 81 erstrecken sich
ebenfalls über
die Breite einer Servospur, sind aber so ausgerichtet, dass sie
sich in die entgegengesetzte Richtung zu der der Winkel 80 neigen.
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Jeder
Winkel 80 und der entsprechende Winkel 81 umfassen
ein Paar Übergänge, die
durch einen vorher festgelegten Abstand A0,
A1, A2 und A3 getrennt sind. In der Anordnung der Anmeldung 08-270207 von Albrecht
u.a. aus dem Jahr 1994 ist jeder der vorher festgelegten Abstände gleich.
Die Spitze eines jeden der Winkel liegt auf der Mittellinie der
Servospur. Die Winkel 80 und 81 bilden rautenförmige Muster,
die um die Mittellinie der Spur symmetrisch sind.
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Während das
Band somit in Bezug auf einen Servolesekopf linear bewegt wird,
erzeugt der Servolesekopf ein analoges Servolesekopfsignal, das
Spitzen hat und dessen Spitze-Spitze-Zeitsteuerung schwankt, während der
Kopf über
die Breite der Spur bewegt wird. Über diese Schwankung bei der
Zeitsteuerung wird die relative transversale Position des Magnetservolesekopfes
innerhalb der Servospur ermittelt. Üblicherweise werden nur die Übergänge mit positiver
Polarität
für die
Servo-Zeitmessung verwendet.
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Zu
den in 7 gezeigten Servomustern gehören ein erster Satz von Paaren
von Übergangswinkeln 80 und 81 und
ein zweiter Satz von Paaren von Übergangswinkeln 82 und 81.
Die Übergänge 82 und 81 sind
durch einen vorher festgelegten Abstand B0, B1, B2 und B3 getrennt. Die Intervalle A und B werden zur
Erzeugung eines Positionssignals genutzt, das unabhängig von
der Bandgeschwindigkeit ist. Es ist wichtig, dass sich nur die A-Intervalle, die zwischen Winkeln
auf den gegenüberliegenden Seiten
der rautenförmigen
Muster oder der Rauten liegen, mit der transversalen Position verändern. Die
B-Intervalle bleiben ungeachtet der Position gleich. Somit wird das
Servopositionssignal erzeugt, indem die Intervalle zeitlich gesteuert
werden und ihr Verhältnis
berechnet wird.
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Die
Möglichkeit,
festzustellen, ob Rauten oder gleiche Paare gelesen werden, kann
festgelegt werden, indem man eine unterschiedliche Anzahl von Winkeln
in wechselnden Gruppen von Rauten aufnimmt. Wie in 7 gezeigt
ist, sind in der einen Raute 4 Winkel 80 und 81 und
in der anderen Raute 5 Winkel 82 vorgesehen.
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8 zeigt
die Winkel und die Rauten von 7, in der
bestimmte der Übergänge in Längsrichtung
zum Band verschoben werden, um Daten auf die Servospur zu codieren.
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Bei
der Servoschleife ergibt sich das Positionsfehlersignal aus der
Gleichung: Fehlersignal = (A0 + A1 + A2 + A3)/(B0
+ B1 + B2 + B3),wobei A0 der Abstand zwischen dem ersten Winkel der
vorwärts
gerichteten Gruppe und dem ersten Winkel der rückwärts gerichteten Gruppe ist,
A1 der Abstand zwischen dem zweiten Winkel der vorwärts gerichteten
Gruppe und dem zweiten Winkel der rückwärts gerichteten Gruppe ist
usw. Ebenso ist B0 der Abstand zwischen dem ersten Winkel der vorwärts gerichteten
Gruppe und dem ersten Winkel der nächsten vorwärts gerichteten Gruppe. B1
ist der Abstand zwischen dem zweiten Winkel der vorwärts gerichteten
Gruppe und dem zweiten Winkel der nächsten vorwärts gerichteten Gruppe usw.
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9 veranschaulicht
eine Ausführungsform
eines Decodierverfahrens der vorliegenden Erfindung. Die gezeigten
Muster umfassen ein Muster 90 mit 4 Winkeln, bei dem der
zweite und der dritte Winkel in Längsrichtung zueinander verschoben
werden, um ein Bit mit dem Wert "1" darzustellen, und voneinander
weg verschoben werden, um ein Bit mit dem Wert "0" darzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden beide Sätze
der Winkel in jeder Hälfte
der Raute mit den 4 Winkeln verschoben, um dasselbe Bit darzustellen.
Ein Muster 91 mit 5 Winkeln wird codiert, indem der zweite
und der vierte Winkel in Längsrichtung
zueinander verschoben werden, um ein Bit mit dem Wert "1" darzustellen, und voneinander weg verschoben
werden, um ein Bit mit dem Wert "0" darzustellen. Ebenfalls
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden beide Sätze
der Winkel in jeder Hälfte
der Raute mit den 5 Winkeln verschoben, um dasselbe Bit darzustellen.
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Die
Auswahl der Winkel, die verschoben werden sollen, erfolgt so, dass
die Codierung in zwei Richtungen erfolgt. Somit werden ungeachtet
dessen, ob sich das Band von rechts nach links oder von links nach
rechts bewegt, nach wie vor der zweite und der dritte Winkel in
einem Muster mit 4 Winkeln verschoben, und der zweite und der vierte
Winkel werden nach wie vor in einem Muster mit 5 Winkeln verschoben.
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In
einer Ausführungsform
eines Decodieralgorithmus, der einfach anzuwenden ist und eine von der
Geschwindigkeit unabhängige
Decodierung erreicht, werden die verschobenen Intervalle P1 und
P2 mit Bezugsintervallen Ref oder Ref1 und Ref2 verglichen. Bei
diesem bestimmten Vergleich werden verschobene Intervalle mit nichtverschobenen
Intervallen gleicher Länge
verglichen. Folglich ist es einfach festzustellen, ob die Verschiebung
der Winkel zueinander oder voneinander weg erfolgt. Ein beispielhafter
Algorithmus zur Durchführung
der Vergleiche ist wie folgt:
Bei einer Signalfolge mit 4 Übergängen findet
der Vergleich zwischen einem Intervall P1 mit einer einzigen Intervalllänge sowie
einem weiteren Intervall P2 mit einer einzigen Intervalllänge und
vier Referenzintervalllängen
statt: Ist 2(P1 + P2) > Ref1 + Ref2 + Ref3 + Ref4? JA = 0; NEIN
= 1.
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Bei
einer Signalfolge mit 5 Übergängen, findet
der Vergleich zwischen P1- und P2-Intervallen mit zwei Intervalllängen und
vier Referenzintervalllängen statt: Sind P1 und P2 > Ref1
+ Ref2 + Ref3 + Ref4? JA = 0; NEIN = 1.
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Eine
große
Vielfalt von Decodieralgorithmen mit jeweils unterschiedlichem Signal-Rausch-Verhältnis und
Fehlerprüfvermögen kann
eingesetzt werden.
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10 veranschaulicht
eine Ausführungsform
von Schaltlogik, um sowohl die "A"- als auch die "B"-Signale für das Servosystem und die Bitsignale für die decodierten
Bitstromdaten bereitzustellen.
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Ein
Spitzendetektor 90 wandelt das Analogsignal auf der Leitung 72 vom
Servokopf 62 von 6 in Impulse
um, die entweder die steigenden Flanken oder die fallenden Flanken
der Übergänge darstellen.
In der bevorzugten Ausführungsform
wird bei der Erkennung von positiven Spitzen von logisch "LOW" auf logisch "HIGH" und bei der Erkennung von
negativen Spitzen von "HIGH" auf "LOW" geschaltet. Der
Detektor löst
nur die Zeitsteuerung derjenigen Intervalle aus, deren Spitzen eine
positive Polarität
aufweisen.
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Die
Steuerlogik 92 stellt fest, ob Muster mit 4 oder 5 Winkeln
angetroffen werden und stellt die "A"- und "B"-Intervalle für das Servosystem und die "P"- und "Ref"-Intervalle
für die
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bereit. Die Logik der Steuerlogik 92 ist
vorzugsweise eine feste Logik, die mittels einer höheren Programmiersprache
für Logikschaltungen
erzeugt wurde. Die "A"- und "B"-Zeitstände werden kumuliert und die
kumulierten Servodaten, die verglichen werden sollen, werden von
dem Servosystem der Anmeldung 08-270207 von Albrecht u.a. aus dem
Jahr 1994 bereitgestellt, das in 10 als "vorhandener PES-Decodierer" veranschaulicht ist.
Das Signal für
das Muster mit 4 oder 5 Winkeln wird in Form eines Bits "4 und nicht 5" auf der Leitung 94 ausgegeben.
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Gemäß dem mit
Bezug auf 9 beschriebenen Algorithmus
kumuliert der Akkumulator 95 zweimal die Zeitstände von "P1" und P2" bei einer Signalfolge
mit 4 Rauten, und er kumuliert die Zeitstände von "P1 und "P2" bei
einer Signalfolge mit 5 Rauten. Gemäß dem mit Bezug auf 9 beschriebenen Algorithmus
kumuliert der Akkumulator 96 den Zeitstand der vier "Ref"-Intervalle bei einer
Signalfolge mit 4 Rauten und auch bei einer Signalfolge mit 5 Rauten.
Der Größenvergleicher 98 vergleicht
die kumulierten Zeitstände
von "P" und "Ref", und wenn der kumulierte
Zeitstand von "P" größer als
der kumulierte Zeitstand von "Ref" ist, gibt er auf
der Leitung 99 ein Bitsignal "1" aus.
Wenn der kumulierte Zeitstand von "P" kleiner
als der kumulierte Zeitstand von "Ref" ist,
gibt der Größenvergleicher 98 auf
der Leitung 99 ein Bitsignal "0" aus.
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In 9 enthalten
die Signalfolgen redundante Informationen, da die folgenden Intervalle
in jeder Signalfolge gleich sind: P1 und P2, Ref1 und Ref3 sowie
Ref2 und Ref4. Daher kann ein Fehlerprüfalgorithmus wie folgt realisiert
werden:
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Bei
einer Signalfolge mit 4 Übergängen: Wenn (2P1 > Ref1
+ Ref2), Boolsche0 = 1, sonst = 0; wenn (2P2 > Ref3 + Ref4), Boolsche1
= 1, sonst = 0; wenn (Boolsche0 XOR Boolsche1)
== 0, dann Fehler = 0, sonst = 1.
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Bei
einer Signalfolge mit 5 Übergängen: Wenn (P1 > Ref1
+ Ref2), Boolsche0 = 1, sonst = 0; wenn (P2 > Ref3 + Ref4), Boolsche1
= 1, sonst = 0; wenn (Boolsche0 XOR Boolsche1)
== 0, dann Fehler = 0, sonst = 1.
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Für beide
Fälle gilt,
dass im Fall von "Fehler =
1" die beiden Sätze der
redundanten Intervalle nicht übereinstimmen,
was anzeigt, dass ein Fehler aufgetreten ist.
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Die
decodierten Datenbits auf der Leitung 99 umfassen den Datenbitstrom.
Ein in 11 gezeigter Decodierer umfasst
eine Ausführungsform
eines Symbol- und Wortdecodierers, um aus Symbolen des Datenbitstroms
Wörter
zu erzeugen. In dem veranschaulichten Beispiel umfasst ein Wort
34 Bits, eine 6-Bit-Synchronisationsmarkierung
und 28 Datenbits, die 7 4-Bit-Symbole
bilden.
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Da
die Synchronisationsmarkierung nur in dem Muster mit den 4 Signalfolgen
oder alternativ nur in dem Muster mit den 5 Signalfolgen beginnen muss,
erkennt ein Synchronisationsdetektor 100 nur das Auftreten
des Synchronisationsbitmusters von der Leitung 99 im Schieberegister 102 zusammen
mit der Anzeige des richtigen Signalfolgemusters auf der Leitung 94.
In dem aktuellen Beispiel beginnen alle Symbole und die Synchronisationsmarkierung
in einem Muster mit 5 Signalfolgen und enden in einem Muster mit
4 Signalfolgen. Das Signal auf der Leitung 94 zeigt daher
an, dass das Muster mit den 4 Signalfolgen vom Schieberegister 102 empfangen
wird, und wenn vom Synchronisationsdetektor eine Übereinstimmung
der Synchronisationsmarkierungen angezeigt wird, zeigt es damit
an, dass es sich um eine Synchronisationsmarkierung an der entsprechenden Stelle
in dem Bitstrom handelt. Der Synchronisationsdetektor 100 stellt
dann auf der Leitung 105 ein Signalspeicher-Ausgangssignal
bereit, um den Inhalt des Schieberegisters 102 an das Register 108 zu übertragen.
Der übertragene
Inhalt umfasst die 28 Bits der 7 4-Bit-Symbole des Wortes, das vor
der Erkennung der Synchronisationsmarkierung erkannt wurde.
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Das
Signal des Signalspeichers auf der Leitung 105 wird auf
der Leitung 106 auch dem Host zugeführt, um zu signalisieren, dass
ein Wort bereitsteht. Der decodierte serielle Bitstrom kann dem
Host direkt bereitgestellt oder auf den Leitungen 111 an eine
Datenauswahleinheit 110 übertragen werden, die vom Host
betrieben werden kann, um die Symbole auszuwählen, die gelesen werden sollen.
Die Datenauswahleinheit stellt die ausgewählten Symbole einer ROM-Referenztabelle 112 bereit,
um die Symbole weiter zu decodieren, um bestimmte Signale darzustellen,
die der Laufwerksteuereinheit auf den Leitungen 115 bereitgestellt
werden sollen.
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Die
Decodierschaltlogik der 10 und 11 umfasst
eine verhältnismäßig einfache Schaltlogik,
deren Bereitstellung weniger kostspielig ist und die insbesondere
für Bandlaufwerke
des unteren Leistungsbereichs geeignet ist.
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Als
alternative Anordnung kann das Codiermuster eine Verschiebung von Übergängen umfassen,
um einen Bitwert darzustellen, und keine Verschiebung von Übergängen, um
einen anderen Bitwert darzustellen.
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Obgleich
die bevorzugte Ausführungsform aus
Signalfolgemustern mit 5 und 4 Übergängen besteht,
können
innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung auch andere
Muster verwendet werden. Zu solchen Mustern gehören in jeder Periode mindestens
eine Signalfolge mit X Übergängen, gefolgt
von mindestens einer Signalfolge mit Y Übergängen, wobei sich X und Y durch
mindestens einen Übergang
unterscheiden. Das Worttrennsymbol beginnt nur in den Signalfolgen
mit den X-Übergängen oder
nur in den Signalfolgen mit den Y-Übergängen.
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Zusammenfassend
kann gesagt werden, dass ein Codierverfahren offen gelegt wird,
das ein internes Synchronisationsverfahren für einen zeitsteuerungsbasierten
Servo vorteilhaft nutzt, der wechselnde Servosignalfolgen mit 4
und 5 Übergängen verwendet,
um eine vereinfachte Synchronisation der Daten zu ermöglichen, und
das ein Codierverfahren umfasst, das ein regelmäßig wiederkehrendes Muster
mit Signalfolgen verwendet, wobei jede Periode zwei Signalfolgen
mit 5 Übergängen, gefolgt
von zwei Signalfolgen mit 4 Übergängen, umfasst.
In jeder Signalfolge mit 5 Übergängen stellt
der Code zwei festgelegte Positionen für den zweiten und den vierten Übergang
bereit, die sich in einem Abstand zu in gleichem Abstand zueinander
befindlichen Positionen in der Signalfolge befinden, um jeden von
zwei Bitwerten darzustellen. In jeder Signalfolge mit 4 Übergängen stellt
der Code zwei festgelegte Positionen für den zweiten und den dritten Übergang
bereit, die sich in einem Abstand zu in gleichem Abstand zueinander
befindlichen Positionen in der Signalfolge befinden, um jeden von
zwei Bitwerten darzustellen. Der Bitstrom wird in Wörter codiert,
die aus einem oder mehreren 4-Bit-Symbolen bestehen, wobei die Wörter durch
ein 6-Bit-Worttrennsymbol getrennt werden und 2 der Symbole der
möglichen
16 Symbole für
das Worttrennsymbol verwendet werden, so dass 14 Symbole für Daten übrig bleiben.
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Während die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ausführlich
erläutert wurden,
dürfte
klar sein, dass sich der Fachmann Änderungen und Anpassungen an
diesen Ausführungsformen
vorstellen kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung, die
in den folgenden Ansprüchen dargelegt
ist, abzuweichen.