Кодови за магнетно записивање

Кодови за магнетно записивање представљају методе за памћење података на магнетним медијумима. Избор кода зависи од многих фактора али се на крају увек своди на густину битова у функцији сложености процеса читања, па тиме и на цену, јер процес читања представља главни ограничавајући фактор густине записивања. При томе је начин кодирања један од многих параметара који утичу на могућност читања података у неком меморијском систему. У пракси су коришћени или се користе многи различити кодови за магнетно записивање. Осим тога усавршавају се постојећи и траже нови начини кодирања којима алгоритми кодирања и декодирања постају сложенији, а повећава се густина записивања.

Постоје два конфликтна захтева код кодирања података за магнетни запис.

Први, пожељно је кодирати што је могуће већи број битова података за дати број промена флукса, односно намагнетисаности.
Други, кодирани подаци морају бити самотактовани (self-clocking) тако да коло за читање може да одреди локацију сваког бита.

Ако растојања између промене флукса нису тако велика, тада се помоћу специјалног електронског склопа (PPL – Phase Lock Loop) може издвојити битска брзина из кодиране поворке података.

Начини кодовања података

Начини кодовања података

На слици је приказано неколико могућих метода кодирања. Nible је скуп од 4 бита, дакле пола бајта. Код свих метода, за кодирање сваког бита, користи се јединица названа битска ћелија. Битска ћелија је јединица простора на површини магнетног медијума и представља јединицу времена у односу на сигнале за упис и читање.

Најпростија и најефикаснија техника је NRZ (No Return to Zero), која се користи за серијски пренос података. На жалост, NRZ није самотактован код зато што сигнал произвољан временски период (произвољан број тактних интервала) може бити на високом или ниском напонском нивоу, због чега је технички немогуће издвајање такта из података, па се због тога NRZ не користи код магнетног записа. NRZ технику спомињемо као почетну тачку, јер су све остале технике настале од ње.

Код NRZI (No Return to Zero Invert) подаци се кодирају на тај начин што се генерише промена флукса за сваки бит који има вредност 1, а не генеришу се промене за сваки бит који има вредност 0. Овај код је самотактован само ако не садржи дуги низ нула.

PE (Phase Encoding) је једноставан самотактовани метод кодирања. Промена флукса постоји у средини сваке битске ћелије, а смер промене флукса указује да ли је податак 1 или 0. Метода је неефикасна јер захтева сувише велики број флукс прелаза по биту.

FM (Frequency Modulation) има исту ефикасност као и PE, али не зависи од смера промене флукса. FM је сличан са NRZI у томе што се 1 кодира као промена флукса на средини битске ћелије, а 0 не генерише промену флукса. Промена флукса код 0 јавља се на крају (граници) битске ћелије, па на тај начин чини FM самотактованом. FM метод се користио код дискета и зове се single density запис. Он захтева до две промене флукса по биту.

MFM (Modified Frequency Modulation, M2FM) – користи исти базични приступ као и FM али елиминише највећи број промена флукса на границама битских ћелија. Промена флукса на граници битске ћелије се јавља само ако је претходни бит 0, а и наредни бит је 0. Овим кодирањем се гарантује да се не могу јавити више од две битске ћелије без промене флукса, па је због тога овај метод самотактован. MFM се користио код дискета, а позната је као double density запис. У просеку, ова техника захтева једну промену флукса по биту.

MMFM (Modified MFM) – елиминише неки од прелаза на граници битских ћелија у односу на MFM. Задржава MFM правила, са изузетком што се промена флукса на границама битских ћелија избацује ако постоји промена флукса на почетку претходне ћелије.

GCR (Group Coded Recording) – NRZI техника се може модификовати на самотактовану и помоћу GCR технике. Прво, свака група од четири бита се преводи у 5-битни код. Због тога се овај код зове 4/5 код. На слици је приказана листа табеле превођења:

tabela4-1

Превођењем се повећава број битова по податку за 20%, тако да на први поглед то изгледа неекономично. Али, 5-битни код се дефинише тако да се у резултантној поворци битова гарантује појава не више од две узастопне нуле. На овај начин GCR кодирани подаци се могу записивати коришћењем NRZI, а такође се гарантује самотактовање. Недостатак GCR-а је релативно јако изражена комплексност кодерске и декодерске логике. GCR се зове и RLL код (Run-Length-Limited) с обзиром да он ограничава број нула које се могу јавити у поворци. Најчешће коришћени код из ове групе је RLL 2,7. Бројеви се односе на минимални и максимални број нула које се могу јавити у поворци: 2,7 значи да број узастопних нула између јединица је минимално 2, а максимално 7. На истом простору RLL 2,7 кодом могуће је сместити 60% више података него на MFM. На слици 4.4, илустрације ради, приказани су методи кодирања података за FM (слика а) и MFM (слика б) сигнале.

Методе кодовања за FM и MFM сигнале

Методе кодовања за FM и MFM сигнале

Advertisements

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s