Модифицированная частотная модуляция

ЭН - Электрическое напряжение М - Магнетизация

Способы кодирования данных

При сравнении этой диаграммы с диаграммой на рис. 2.7,а видно, что при переходе сигнала ни рис, 2.7,а от минуса к плюсу сигнал на рис. 2.7,6 изменяется вверх или вниз, а при возвращении сигнала на рис. 2.7,а от плюса к минусу никаких изменений на рис. 2,7,6 не происходит. Получается, что число переходов и число импульсов при считывании сокращается вдвое, но на дорожке хранится та же информация. Такой способ кодирования дан­ных называется "без возврата к нулю" или NRZ. В этом способе можно преобразо­вать любой набор импульсов в сокращенное вдвое число импульсов без всякой поте­ри информации.

Поскольку при NRZ-кодировании число переходов уменьшается вдвое, для хране­ния одного и того же набора потребуется участок дорожки вдвое короче, что повы­шает эффективность хранения данных и оправдывает некоторые дополнительные усилия. Простой вариант FM-к.одирования нигде не применяется, поэтому далее тер­мин "FM-кодирование" относится именно к способу NRZ.

В свое время было предложено много способов кодирования данных, например NRZ, NRZI, РЕ, ZM и др. В большинстве книг под FM-кодированием понимается рассмотренный выше вариант NRZ; в несколько отличающихся от него способах NRZ и NRZI также реализован принцип "без возврата к нулю".

В первых ленточных и дисковых накопителях применялось FM-кодирование; че­рез некоторое время инженеры и математики нашли способ удвоить эффективность системы. Сравнительно простой вариант FM-кодирования ранее назывался кодиро­ванием с двойной плотностью, а сейчас называется модифицированной частотной модуляцией или MFM-кодированием, и наиболее распространен в дисковых накопи­телях для персональных компьютеров.

Дискеты с маркой DSDD имеют две рабочие стороны (Double-Sided) и рассчитаны на двойную плотность (Double-Density) коди­рования. Такое кодирование данных применяется во всех накопите­лях на гибких дисках и применялось в первом накопителе на жест­ких дисках для компьютера IBM PC/XT. Отметим, что в MFM-кодировании переходы синхронизации требуются только при отсутствии близко расположенных переходов данных. Следова­тельно, большинство сигналов синхронизации можно убрать и все-таки надежно знать, какие переходы несут данные, а какие — информацию о синхронизации.

На рис. 2.7,в показано изменение намагниченности для того же набора данных, что и на рис. 2.7,6. Изменения сверху вниз или наоборот показывают переходы по­ля. На рис. 2.7,г показаны импульсы напряжения, возникающие в головке считыва­ния.

Отметим, что на рис, 2.7,6 имеется переход (синхронизации) в начале каждой битовой ячейки и еще один переход в середине бито­вой ячейки, который хранит двоичную единицу. В MFM-кодирова­нии просто убирается максимум переходов синхронизации, но с возможностью восстановления записанных данных. Правило MFM-кодирования формулируется довольно просто. В

FM-кодировании убираем все импульсы синхронизации, кроме случая, когда данная и предыдущая ячейки содержат двоичные нули. Все битовые ячейки, хранящие еди­ницы, и ячейки сразу после них достаточно близки к переходу, поэтому только для синхронизации дополнительных переходов не нужно.

Правило отделения при считывании сигналов синхронизации и данных также до­вольно простое. Необходимо различать только сигнал в начале битовой ячейки (это импульс синхронизации между двумя нулевыми битами) от сигнала в середине ячей­ки, означающего двоичную единицу.

Минимальное и максимальное расстояния переходов в этом способе кодирования данных в два раза больше, чем в FM-кодировании. Минимальный промежуток удва­ивается, а данные в MFM-кодировании требуют вдвое меньше длины дорожки — от­сюда и появился термин "двойная плотность". FM-кодирование имеет только две ча­стоты (f и 2f), а в MFM-кодировании есть три частоты (f, 1.5f и 2f). Требование то­го, чтобы контроллер различал больше частот, означает, что электронные схемы и дисковые двигатели должны быть стабильнее, чем в FM-кодировании; оказалось, что удовлетворить это требование не так сложно.

Дата добавления: 2014-01-20