(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ・データ記録媒体に書き込まれた複数のデータ・トラックのそれぞれについて、ユーザ・データ領域の前にあるプリアンブル領域を該データ・トラック内に書き込むステップを含んでおり、該プリアンブル領域は、プリアンブル・データ・シーケンスを有し、ランダムなデータのパワー・スペクトルと類似したパワー・スペクトルを有することを特徴とする、テープ・データ記録媒体上に記録のための複数のデータ・トラック符号化方法。
【請求項２】
前記プリアンブル・データ・シーケンスが、ピーク値のそれぞれの側の第１及び第２の−６ｄＢパワー・レベルの間にある周波数帯にわたってなだらかに減衰するパワー・スペクトルを有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プリアンブル領域が、８００ビットから９００ビットまでの間のビットを含んでいる請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記プリアンブル・データ・シーケンスが、以下のバイト・ストリームであるｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、 ４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、 ８８、３６、７ａ、５７という、前記ランダムなデータのパワー・スペクトルの特徴と類似したパワー・スペクトルの特徴を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記プリアンブル・データ・シーケンスが、ＤＤＳ−４論理フォーマットに対応する、１ビット当たり１００〜１４０ナノメートルの長さをそれぞれ占めるビットをテープに書き込むことを含んでいる請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記プリアンブル・データ・シーケンスが、＋または−６遷移以上にわたって有効な位相情報を有する遷移の均一な密度の分布を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記テープ・データ記録媒体の主長さ方向と交わる方向に前記テープ・データ記録媒体の幅を横切って前記複数のデータ・トラックを書き込むものである請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記プリアンブル・データ・シーケンスを８−１０符号化し、その結果得られた符号化プリアンブル・データが、ランダムなデータのパワー・スペクトルでたたみ込まれた８−１０変調符号化のパワー・スペクトルと類似のパワー・スペクトルを有している請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記プリアンブル・データ・シーケンスが、最後の８ビットが２Ｔ遷移パターンに対応するように選択され、１Ｔ遷移がパルス遷移間の最小間隔を含んでいる請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
テープ・データ記録媒体に書き込まれる複数のデータ・トラックのそれぞれについて、プリアンブル・データ・シーケンスを有しているプリアンブル領域を前記データ・トラック内に書き込むステップを含んでおり、該プリアンブル・データ・シーケンスは、ランダムなデータのパワー・スペクトルによってたたみ込まれた８−１０変調符号化のパワー・スペクトルと類似したパワー・スペクトルを有することを特徴とする、テープ・データ記録媒体上に記録のための複数のデータ・トラック符号化方法。
【請求項１１】
複数のデータ・トラックをテープ・データ記録媒体に書き込むための書込み回路を含んでおり、該書込み回路はユーザ・データ領域よりも前にあるプリアンブル領域を前記データ・トラックに書き込むように構成されており、該プリアンブル領域は、プリアンブル・データ・シーケンスを有し、ランダムなデータのパワー・スペクトルと類似したパワー・スペクトルを有することを特徴とする、テープ・データ記録媒体上に記録のための複数のデータ・トラックを符号化する装置。
【請求項１２】
前記書込みチャネルが、前記複数のトラックのそれぞれに前記プリアンブル・データ・シーケンスの８００ビットから９００ビットまでの間のビットを書き込むように構成している請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
以下のバイト・ストリームであるｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、 ４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、 ８８、３６、７ａ、５７という、前記ランダムなデータのパワー・スペクトルの特徴と類似したパワー・スペクトルの特徴を有するプリアンブル・データ・シーケンスを書き込むように構成してなる請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記書込みチャネルが、前記テープにデータのビットを書き込むように構成され、該ビットが、ＤＤＳ−４論理フォーマットに対応する、１ビット当たり１００〜１４０ナノメートルの長さをそれぞれ占める請求項１１から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
平均値から＋または−６遷移以上にわたって、ロックを獲得または保持するためのタイミング回路によって有効に使用可能な位相情報を含む遷移の均一な分布を有する前記プリアンブル・データ・シーケンスを書き込むように構成されている請求項１１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記テープ・データ記録媒体の主長さ方向と交わる方向に前記テープ・データ記録媒体の幅を横切って前記複数のデータ・トラックを書き込むように構成されている請求項１１から１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記プリアンブル・データ・シーケンスを符号化する８−１０符号器を含み、それにより、８−１０符号化プリアンブル・データ・シーケンスが、ランダムなデータのパワー・スペクトルによってたたみ込まれた８−１０符号化のパワー・スペクトルと類似のパワー・スペクトルを有する、請求項１１から１６のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ記録装置の分野に関し、より詳細には、読み書きヘッドに対して移動するテープ・データ・ストレージ媒体を有するディジタル・データ・ストレージ・システムの分野に関するがそれに限定されない。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＳＯ／ＩＥＣ規格１０７７７：１９９１Ｅによって定義されたディジタル・データ・ストレージ（digital data storage：以下、「ＤＤＳ」と呼ぶ。）フォーマットによるディジタル・データ、特にコンピュータ・データを確実に記録し取り出すことは既知である。ＤＤＳフォーマットの装置は、従来技術において既知のバージョンＤＤＳ−１からＤＤＳ−４まで開発されている。
【０００３】
ＤＤＳ装置では、データ記録カセット内の一対のスプールに収容された細長い帯状の磁気テープが、回転する磁気ヘッドが細長い磁気テープの主長さ(mail length)方向を実質的に斜めに横切るパスをトレースするように１つまたは複数の電磁読み書きヘッドを通り過ぎて搬送される。書込みヘッドの複数のパスにより、磁気テープの長さ方向に延びる磁気テープを横切る複数の傾斜トラックができる。
【０００４】
ここで図１を参照すると、細長い帯状のテープが取外し式テープ・カートリッジ１００に収容されたＤＤＳフォーマットによるテープ・ドライブ機構に対するテープ・データ記録カートリッジの配置を概略的に示す。テープ・カートリッジは、テープ・ドライブ機構に差し込まれる。回転する読み書きヘッド１０１は、回転ヘッド周囲の実質的に等距離な位置にある第１と第２の読み取りヘッドおよび第１と第２の書込みヘッドを含む。ヘッドは、実質的に円筒形の金属製の台座１０２上で回転する。読み書きヘッドは、約１１，４００回転／分の速度で回転する。ドラムと台座の外側面によって構成された円筒形の主中心軸を、ベース板１０３の平面に対して垂直な線からずらして向け、その結果、帯状のテープが円筒形ヘッド台座の周囲の一部分を横切るとき、回転ヘッドは、ヘッドがテープを連続的に通り過ぎる際にテープの幅を斜めに横切る経路を描く。
【０００５】
ここで図２を参照し、読み書きヘッドを含む回転ドラムを通って延びる細長い磁気テープ・データ記録媒体２０１のテープ経路を概略的に示す。テープ・データ記録媒体２０１は、取外し式のテープ・カートリッジ１００内にある送りリール２０２と巻取リール２０３とに巻かれる。通常の動作において、磁気テープ２０１は、送りリール２０２から巻取リール２０３に巻かれる。磁気テープ２０１の経路を、複数のローラとテープ・ガイド２０４〜２０８によって制約する。付加的なテープ・ガイド１０４、１０５が、回転ドラム１０２、読み書きヘッド２１０〜２１３およびテープ・データ記録媒体２０１の相対位置を決定する。送りリール２０２と巻取リール２０３とを、ヘッドを通り過ぎる磁気テープ２０１の正確な張力を保持するようにモータによって駆動する。
【０００６】
ここで図３を参照して、回転ドラム１０１に対する磁気テープ２０１の向きを概略的に示す。テープ２０１は、毎秒数センチメートル程度の比較的遅いテープ速度で回転ヘッドを通り過ぎて送られる。しかしながら、読み書きヘッドを取り付けた回転ドラム１０１は、一般に、毎分数千回回転し、したがってドラムと読み書きヘッドの相対速度は、絶対テープ速度よりもかなり早い。書込み動作において、書込みヘッドは、細長い磁気テープ２０１を斜めに横切る一連のトラックを記録する。そのようなトラックの幅は、一般に、約６．８μｍである。
【０００７】
ここで図４を参照して、本発明の特定の実施態様による論理トラックを書き込むための書込み回路の一部分を概略的に示す。書込み回路は、論理データ・トラックのプリアンブル・フィールドへと組み込むためのここに説明する疑似ランダム・ビット・シーケンスを生成するための線形フィードバック・シフト・レジスタ４００と、８−１０符号器４０１と、非ゼロ復帰方式回路４０２と、出力増幅器４０３と、書込みヘッド４０４とを含む。
【０００８】
次に図５を参照して、カートリッジ１００のデータ記録媒体からデータを読み取るための読み取りチャネルを概略的に示す。読み取りチャネルは、読み取りヘッド５００を含む。テープに記録されたデータを、回転変圧器５０１を介して増幅器５０２に信号を渡す読み取りヘッド５００によって読み取る。増幅器５０２は、入力された増幅済み出力信号を、最初の等化のために等化器（イコライザ）５０３へと送る。等化後、信号を、自動利得制御回路（automatic gain control circuit：ＡＧＣ）５０４に渡し、全体のチャネル周波数応答を必要な等化特性と一致するようにさらに成形するフィルタ５０５でフィルタリングする。フィルタリングした信号を、フィルタリング信号のディジタル化したものを作成するアナログ−ディジタル変換器５０６に送り、次に、信号を必要な等化ターゲットにさらに等化するフィード・フォワード等化器５０７に渡す。フィード・フォワード等化器５０７からの等化済みディジタル信号出力を、シーケンス検出器５０８へと入力する。シーケンス検出器５０８は、ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）エンジンと、読み取りヘッド５００が読み取った信号から得たビットのシーケンスを決定する様々な検出経路とを含む。読み取りチャネルは、また、ユーザ・データを読み取る前にプリアンブル・データを検出するプリアンブル検出器５０９を含み、このプリアンブル検出器は、状態機械５１０内へとセットされる出力を生成する。状態機械の出力は、読み取りチャネルの利得を調整するために自動利得制御回路５０４を制御する。
【０００９】
次に図６を参照すると、カートリッジ内の細長い帯状磁気テープの幅を横切って細長く形成された物理トラックの配置を概略的に示す。回転ドラムの書込みヘッドの連続的な通過によって、複数のトラックが互いに少し重なって書き込まれる。
【００１０】
次に図７を参照し、書込みヘッドがテープの幅を１回横切る際にテープ・データ記録媒体を横切って書き込まれる１つのトラックの論理データのレイアウトを概略的に示す。論理トラック７００は、論理トラックの最初に、物理的に書き込まれるときにテープ・データ記録媒体の一方の縁にある第１のマージン領域７０１と、プリアンブル領域７０２と、ユーザ・データ領域７０３と、その次の同期ヘッダ７０４と、ユーザ・データ７０３の後に書き込まれ、物理的にテープ・データ記録媒体の他方の縁にある第２のマージン領域７０５とを含む。プリアンブル領域を、第１のマージン領域７０１とユーザ・データ７０３との間にあり、ユーザ・データ７０３のすぐ前に位置決めする。プリアンブル領域の目的は、ユーザ・データ領域７０３を読み取る際のビット誤り率を最適にするためにユーザ・データ７０３を読み取る前に利得およびタイミング情報を獲得することである。
【００１１】
従来技術のプリアンブル・フィールドは、２Ｔトーン・データ（2T tone data）を含む。しかしながら、テープ上のビット密度が高くなるとき、２Ｔトーン・データを含むプリアンブル・フィールドにおいて、プリアンブル・データと（ランダム）ユーザ・データの間の境界を確実に見つけることができなくなり、自動利得制御回路５０４に利得制御の変動の問題が生じる。
【００１２】
従来技術のＤＤＳ−４フォーマットにおいて、プリアンブル領域７０２は、通常、ユーザ・データ７０３のすぐ前にある単一周波数の一定トーン・ビット・シーケンスを含む。ＤＤＳ−４論理フォーマットは、プリアンブル領域内に一定の２Ｔトーンを必要とする。パラメータＴは、パルス遷移間の受け入れ可能な最小間隔に関係する。ＤＤＳ−４フォーマットにおいて、プリアンブル領域７０２は、６４０ビットのデータからなる。データのビットは、長さ２Ｔの遷移、すなわち１サイクル当たり４ビットの遷移で配列される。これにより、プリアンブル領域の長さが１６０サイクル（６４０Ｔ）になり、各サイクルは、＋、＋、−、−である。テープ・データ記録媒体上で１サイクルが占める物理的距離は、テープ上のビットのデータ記録密度に依存する。ＤＤＳ−４フォーマットでテープ上に記録されたプリアンブル・フィールドの全体の物理的長さは、約１０７μｍである。
【００１３】
【課題解決するための手段】
本発明の１つの態様によれば、テープ・データ記録媒体に記録する複数のデータ・トラックを符号化する方法を提供し、前記方法は、前記テープ・データ記録媒体に書き込まれた前記複数のデータ・トラックそれぞれについて、前記データ・トラック内にユーザ・データ領域より前にあるプリアンブル領域（７０２）を書き込む段階を含み、前記プリアンブル領域が、実質的にランダムなデータのパワー・スペクトルと実質的に類似したパワー・スペクトル（９００）を有するプリアンブル・データ・シーケンスを有することを特徴とする。
【００１４】
前記プリアンブル・データ・シーケンスが、ピーク値のそれぞれの側の第１と第２の−６ｄＢパワー・レベルの間にある周波数帯に大きな落ち込み（trough）がないパワー・スペクトルを有することが好ましい。
【００１５】
最良の形態の実施において、前記プリアンブル領域（７０２）が、１つの物理データ・トラック当たり８００から９００までの間のビットを含むことが好ましい。
【００１６】
前記プリアンブル・データ・シーケンスが、行われる可能性の次の符号化の前に、以下のバイト・ストリームである
ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、 ４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、 ８８、３６、７ａ、５７
のパワー・スペクトルの特徴と実質的に類似したパワー・スペクトルの特徴を有することが好ましい。
【００１７】
前記プリアンブル・データが、テープに書き込まれるときに、１ビット当たり１００〜１４０ナノメートル程度の長さをそれぞれ占めるビットを含みうる。ビットは、約１２５ナノメートルの波長を有することが好ましい。
【００１８】
プリアンブル・データ・シーケンスが、タイミング回路がタイミング・データを回復できる有効な位相情報を有する遷移の均一な分布を有することが好ましい。プリアンブル・データ・シーケンスは、密度が＋または−６以上の遷移のピークのない有効な位相情報を有する遷移の密度の分布を有することができる。
【００１９】
好ましいフォーマットにおいて、前記複数のデータ・トラックを、前記テープ・データ記録媒体の主長さ方向と交わる方向に前記テープ・データ記録媒体の幅を横切って書き込む。
【００２０】
前記プリアンブル・データ・シーケンスをテープに書き込む前に符号化し、前記プリアンブル・データ・シーケンスは、実質的にランダムなデータのパワー・スペクトルでたたみ込まれた８−１０変調符号化のパワー・スペクトルと実質的に類似のパワー・スペクトルを有することが好ましい。
【００２１】
プリアンブル・データ・シーケンスが、２Ｔ遷移パターンに対応する少なくとも８ビットを有し、１Ｔ遷移が、パルス遷移間の最小間隔を含むことが好ましい。
【００２２】
本発明は、テープ・データ記録媒体に記録する複数のデータ・トラックを含み、前記方法が、テープ・データ記録媒体に書き込まれる前記複数のデータ・トラックのそれぞれについて、前記データ・トラック内に実質的にランダムなデータのパワー・スペクトルによってたたみ込まれた８−１０変調符号化のパワー・スペクトルと実質的に類似したパワー・スペクトルを有するプリアンブル・データ・シーケンスを有するプリアンブル領域を書き込むステップを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、テープ・データ記録媒体に記録する複数のデータ・トラックを符号化する方法を提供し、該方法は、テープ・データ記録媒体に書き込まれる前記複数のデータ・トラックのそれぞれについて、前記データ・トラック内に実質的にランダムなデータのパワー・スペクトルによってたたみ込まれた８−１０変調符号化のパワー・スペクトルと実質的に類似したパワー・スペクトル（９００）を有するプリアンブル・データ・シーケンスを有するプリアンブル領域（７０２）を書き込むステップを含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の第３の態様によれば、テープ・データ記録からデータ・ストリームを読み取る方法を提供し、該方法は、実質的にランダムなビット・ストリームのパワー・スペクトルと等価なパワー・スペクトルを有するデータ・ストリームを含むプリアンブル・データを読み取るステップと、読み取ったプリアンブル・データ・ストリームに同期するステップとを含んでいる。
【００２５】
データ・ストリームが、実質的にランダムなデータのパワー・スペクトルでたたみ込まれた８−１０符号化のパワー・スペクトルと等価なパワー・スペクトルを含んでいることが好ましい。
【００２６】
本発明は、テープ・データ記録媒体に記録するための複数のデータ・トラックを符号化する符号器装置を含み、該符号器装置が、バイト・ストリームを以上の態様のうちのどれかとして生成する手段を含んでいる。
【００２７】
本発明の第４の態様によれば、前記複数のデータ・トラックをテープ・データ記録媒体に書き込むための書込み回路を含み、該書込み回路が、前記データ・トラックに、ユーザ・データ領域よりも前にあるプリアンブル領域（７０２）を書き込むように構成され、前記プリアンブル領域が、実質的にランダムなデータのパワー・スペクトルと実質的に類似したパワー・スペクトルを有するプリアンブル・データ・シーケンスを有するテープ・データ記録媒体に記録する複数データ・トラックを符号化する装置を提供する。
【００２８】
前記書込みチャネルは、前記複数のトラックのそれぞれに前記プリアンブル・データ・シーケンスの８００から９００までの間のビットを書き込むように構成されることが好ましい。
【００２９】
以下のバイト・ストリームである
ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、 ４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、 ８８、３６、７ａ、５７
のパワー・スペクトルの特徴と実質的に類似したパワー・スペクトルの特徴を有するプリアンブル・データ・シーケンスを書き込みうる。
【００３０】
前記各ビットは、１ビット当たり１００〜１４０ナノメートルの長さを占めることができる。
【００３１】
タイマ回路によって有効に使用可能な位相情報を含む遷移の分布は、平均値から＋または−６以上の遷移の密度のピークがないことが好ましい。
【００３２】
前記複数のデータ・トラックが、前記テープ・データ記録媒体の主長さ方向と交わる方向に前記テープ・データ記録媒体の幅を横切って書き込まれることが好ましい。
【００３３】
前記プリアンブル・データ・シーケンスを符号化する８−１０符号器を含み、それにより８−１０符号化プリアンブル・データ・シーケンスが、実質的にランダムなデータのパワー・スペクトルによってたたみ込まれた８−１０符号化のパワー・スペクトルと実質的に類似したパワー・スペクトルを有することが好ましい。
【００３４】
本発明は、テープ・データ記録媒体からデータ・ストリームを読み取る装置を含み、該装置が、プリアンブル・データ・シーケンスを読み取る手段を含み、該プリアンブル・データ・シーケンスが、ユーザ・データのパワー・スペクトルと等価なパワー・スペクトルを有するデータ・ストリームを含んでいる。
【００３５】
本発明の第５の態様によれば、
プリアンブル・データ領域と、
ユーザ・データ領域と
を含んでおり、
前記プリアンブル・データ領域が、前記ユーザ・データ領域内の該ユーザ・データのパワー・スペクトルと実質的に類似したパワー・スペクトルを有するバイト・ストリームを含んでいるデータ・シーケンスを読み書きする装置を提供する。
【００３６】
前記バイト・ストリームが、以下のバイト・ストリームである
ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、 ４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、８８、３６、７ａ、５７、１０、６ｃ、ｆ４、ａｅ、２０、ｄ９、ｅ９、５ｃ、４１、ｂ３、ｄ２、ｂ８、８３、６７、ａ５、７１、０６、ｃｆ、４ａ、ｅ２、０ｄ、９ｅ、９５、ｃ４、１ｂ、３ｄ、２ｂ、 ８８、３６、７ａ、５７
のパワー・スペクトルの特徴と実質的に類似したパワー・スペクトルの特徴を有するバイト・ストリームを含んでいることが好ましい。
【００３７】
前記プリアンブル・データと前記ユーザ・データとを符号化する８−１０変調符号器をさらに含み、符号化された前記プリアンブル・データが、前記変調符号化のパワー・スペクトルによってたたみ込まれた前記ユーザ・データのパワー・スペクトルと実質的に類似したパワー・スペクトルを有することが適切である。
【００３８】
装置が、最後の８ビットが２Ｔ遷移パターンに対応するプリアンブル・データ・シーケンスを適切に書き込みできる。
【００３９】
本発明をより良く理解し、本発明を実施する方法を示すために、次に、添付図面と関連する本発明に従う特定の実施形態と、方法と、プロセスとを例として説明する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実行するために発明者によって熟考された最良の形態の例を示す。以下の説明において、本発明の完全な理解を実現するために、多数の特定の詳細を説明する。しかしながら、当業者は、本発明をそのような特定の詳細に制限することなく実施できることを理解されよう。他の場合において、本発明を必要もないのに不明瞭にしないように、周知の方法および構造については詳細に説明しない。
【００４１】
発明者は、既知のＤＤＳ−４フォーマット装置のプリアンブル・フィールドに使用される一定の周波数トーンが、データ・フィールド内のユーザ・データと異なるスペクトル・パワーの内容を有することを認識した。その理由は、既知のプリアンブル周波数トーンが、プリアンブル領域にビット・シーケンス＋、＋、−、−、＋、＋、−、−などを含むためである。そのようなシーケンスは、狭い周波数帯を中心とするかなり狭いパワー・スペクトルを有する。
【００４２】
しかしながら、一般に、データ・フィールド内のユーザ・データは、実質的にランダムなビット・シーケンスに対応するパワー・スペクトルを有するが、ＤＤＳ−４フォーマットのプリアンブル・フィールドに使用される既知の一定周波数トーンは、異なるスペクトル・パワー特性を有する。ユーザ・データ・フィールド内にて、ユーザ・データは、自然にランダムになることができるように符号化される。テープ上に物理的に記録される最小遷移間隔は、約１Ｔのものであり、データは、一般に遷移間の間隔が１Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔだけのユーザ・データ領域にある。
【００４３】
従来技術のＤＤＳ−４装置の読み取りチャネルにおいて、自動利得制御システムは、ユーザ・データ・フィールド内の実際のビットの振幅が同じ場合であっても、ユーザ・データ・フィールド内にあるような疑似ランダム・ビット・シーケンスの受信チャネル振幅と比べたときに、一定トーンの受信チャネル振幅に対して違うように応答させる有効な周波数応答を有する。これにより、自動利得制御システムは、実際に個々のビットの受信振幅に有効な変化が起きなかったときに、受信チャネルの利得を調整する。この調整は、ＤＤＳ−１〜ＤＤＳ−３の利得制御システムによる約０．８〜１．２ｄＢのものでよく、利得制御システムから得られたサンプルを使用するＤＤＳ−４システムにおいて、調整は約０．５ｄＢであればよい。したがって、従来技術のＤＤＳ−４読み取りチャネルは、各ユーザ・データ・フィールドを読み取る最初の期間、ユーザ・データのビットを受け取る利得が最適でないことがある。従来技術の利得制御システムは、実際にそのようなデータのビットの振幅が一定のとき、従来技術のプリアンブル・データから従来技術のユーザ・データに遷移するときにチャネル利得を変化させようとする。
【００４４】
利得が変化すると、一般にビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）検出器であるシーケンス検出器の読み取りチャネルに問題が生じる。検出器には、テープから読み取ったサンプル信号が、＋２、０、−２と表される３つのバンドのうちの１つであるかどうかを決定する＋２、０、−２に設定されたしきい値レベルがある。シーケンス検出器内への信号の振幅が変化すると、これにより、しきい値レベルに対する信号のレベルが変化し、ビットのレベルの読み取りに誤りがもたらされる割合が高くなる。
【００４５】
本発明の特定の実施により、利得とタイミングとの情報を獲得するために読み取りチャネルによって使用されるプリアンブル領域７０２は、自動利得制御システムがユーザ・データ・フィールド内の符号化されたユーザ・データのブロックを処理する方法にできるだけ近い方法において読み取りチャネルの自動利得制御システムによって処理される特性を有するデータ・シーケンスを含むように修正される。したがって、プリアンブル・フィールドからユーザ・データ・フィールドに移行する際、自動利得制御システムは、シーケンス検出器に入るビットの安定したパルス振幅を保持する。これを達成するために、符号化したユーザ・データのブロックと類似のパワー・スペクトル特性を有するバイト・シーケンスを使用する。大量のユーザ・データに関して、ユーザ・データは平均してランダム・データと等価なパワー・スペクトルを有する。しかしながら、プリアンブル・データは、同期装置が自動追跡できるようにする情報を含むため、真のランダムにはできない。また、プリアンブル・データ・シーケンスは、同期検出器が数Ｔサイクル内にて迅速にプリアンブル・シーケンスに同期を可能にする特性を持たなければならない。いくつかのバイト・シーケンスは、そのようなプリアンブル・データ・シーケンスに適切なこともあるが、本明細書の最良の形態において、本発明者は、図８に示したようなバイト・シーケンスが最適な特性を有することを見いだした。
【００４６】
次に図８を参照して、本発明の特定の実装による論理データ・トラックのプリアンブル・フィールドに使用されるバイト・シーケンスを概略的に示す。図８に示したバイト・シーケンスは、ユーザ・データ領域７０３の平均的または代表的なパワー・スペクトルと密接に一致するパワー・スペクトルを有するように選択されている。バイト・シーケンスは、８−１０符号器を通った後にテープに書き込まれる。最良の形態において、図８のプリアンブル・シーケンスは、Ｔの長さが１２５ｎｍのテープ・データ記録媒体に記録されるようなビット波長に適用でき、１０７μｍの距離にわたって全部で８５４ビットのプリアンブル領域を提供する。これは、従来技術のＤＤＳ−４の６４０ビット・プリアンブル・シーケンスと同じだけのテープを横切る物理的長さを有する。この長さは、テープと読み取りまたは書込みヘッドの接触の物理的特性によって命令される。読み取りまたは書込みヘッドは、テープの中心線６０７のどちらかの側に有限な距離だけテープと直線的に物理的に接触する。ビットの波長を本発明の範囲から逸脱することなく変更することができ、１００ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲のビット長が適切なことを理解されよう。図８に示した特定のバイト・シーケンスは、以下を含む理由のために最良のモード・バイト・シーケンスとして選択される。
【００４７】
最初に、プリアンブル・シーケンスとしてバイト・シーケンスを使用することにより、読み取りチャネルの前置増幅器出力における受信プリアンブル信号のスペクトルに大きいスペクトルホール（spectrum hole）がなくなる。すなわち、図８のバイト・シーケンスを読み取るときに前置増幅器の出力のパワー・スペクトルに重要な周波数はなく、あっても低い。ここで図９を参照し、図８に示したようなバイト・シーケンスを含むプリアンブル・フィールド７０２を読み取るときに読み取りチャネルの前置増幅器５０２の出力に生成される信号のパワー・スペクトル９００を示す。図９のパワー・スペクトルにおいて、出力の分布は平均値に集中し、ピーク値の両側の−６ｄＢのポイントの間の周波数範囲で出力に大きい落ち込み（trough）なしに平均値の両側でなだらかに減衰する。自動利得制御回路は、ランダム・データのスペクトルとは異なるように２Ｔの一定トーンのスペクトルに反応する。ランダム・データにおいて符号間の干渉（intersymbol interference）があると、受け取った＋２または−２信号の平均振幅が最大１ｄＢだけわずかに小さくなる傾向がある。これにより、入力信号のビットの振幅に変化がない場合であっても、最初のデータ・フラグメントを受け取るときに自動利得制御回路によって小さなゲイン調整が行われる。
【００４８】
従来技術のＤＤＳ−４製品では、自動利得制御回路の挙動が２Ｔプリアンブルの検出後に分かるため、従来技術のプリアンブル検出器は従来技術のデータ・リカバリ状態機械と共に、プリアンブルとユーザ・フィールドのランダム・データの間の切れ目を検出したときに、ユーザ・データの入力振幅の感知される変化を予想して自動利得制御回路システムのターゲット・レベルをプログラム可能な量だけすぐに変更するようにプログラムされている。しかしながら、単一トラック内のデータのビットが増えるとき、カセット・テープ全体のデータ記録能力を高めるためにビット密度を高めることにより、従来技術のデータ・リカバリ状態機械は、プリアンブル・データと（ランダム）ユーザ・データの間の境界を確実に見つけることができなくなる。データ・リカバリ状態機械を含むチップは、最適でないモードで動作されなければならず、したがって感知された入力信号振幅において変化の影響を受けやすい。その結果、従来技術の２Ｔプリアンブル・データ・フィールドのパワー・スペクトルと（ランダムな）ユーザ・データ・フィールドとの間の固有の不整合は、データ記録密度が高くなるほど問題になり、プリアンブル・データの検出後にユーザ・データ・フィールドの始まりの検出を妨げることがある。
【００４９】
書込みチャネルにおいて、ユーザ・データは、８−１０変調符号器を使用して符号化される。８−１０変調に使用される符号化は、それ自体のパワー・スペクトル特性を有する。大量のユーザ・データに関して、ユーザ・データは、ランダムな性質のものであり、実質的にランダム・ビット・シーケンスに対応するパワー・スペクトル特性を有する。最良の形態においてプリアンブル領域において使用される符号を、真にランダムなビット・シーケンスのパワー・スペクトルでたたみ込まれた８−１０変調符号パワー・スペクトルのパワー・スペクトルと実質的に同じパワー・スペクトルをできるだけ有するように選択する。
【００５０】
第２に、有効な位相情報の均一な分布を、図８のバイト・シーケンスに生成する。位相検出器がロック（lock）を保持できるかまたは最大ノイズの条件のもとでロックを獲得するのに十分な数の有効な遷移を有することが重要である。プリアンブル・データ・シーケンスは、タイミング・リカバリに使用可能な多くの遷移を提供する。ロックを獲得または保持するために、そのような遷移のうちの一部分だけがタイミング回路によって使用可能である。すべての有効なビット遷移が、タイミング・リカバリ・ループ回路により使用可能な位相情報を含むとは限らない。有効な遷移がプリアンブル領域全体に生じ、それによりプリアンブル・データ・シーケンスのどこでもロックを獲得しかつ／または保持することができることが最適である。しかしながら、いくつかの従来技術のプリアンブル・バイト・パターンは、その有効な位相情報がパターンの始めか終わりに集中しているが、ほとんどの従来技術のプリアンブル・バイト・パターンは、ほぼ同じ量の使用可能な位相情報を全体に含む。本明細書の図８に示したような最良の形態のバイト・シーケンスは、バイト・シーケンス全体にわたる有効な位相情報の比較的均一な分布を有する。図１０は、プリアンブル・データ領域７０２におけるプリアンブル・バイト・シーケンス内のビット位置に対してプロットされた合計平均数の１ビット当たりの有効遷移から合計数の有効遷移のローリング偏差（rolling deviation）を示す。理想的なバイト・シーケンスは、プリアンブル・データ・シーケンスの最初と最後のバイトの間に分散した有効な位相情報を含む均一な遷移分布を持つことになる。したがって、グラフのそれぞれの端は、「０」になるように制約される。図８のバイト・シーケンスは、遷移密度の小さいピークだけが中央値の両側の＋または−６遷移内に制約された有効な位相情報を有する状態を備えてプリアンブル・バイト・シーケンスのバイト０から８５３まで比較的に均一に分散した有効な位相情報を有する比較的に一定の遷移分布を示す図１０の遷移分布図のもとになる。これと対照的に、従来技術のプリアンブル・バイト・シーケンス・パターンにおいて、いくつかのパターンは、ピークの両側に＋または−２０遷移を超える平均からのピーク偏差を有する。
【００５１】
第３に、現在の最良の形態の特定の実装において、プリアンブル・バイト・シーケンスを、最後の８ビットが２Ｔパターンに対応するように選択する。すなわち、１、０、１、０、１、０、１、０、１、０のパターンである。これは、１、１、−１、−１、１、１、−１、−１、１、１の書込み電流を提供する。これは、一方では２Ｔとして知られる。これは、ユーザ・データ領域７０３の最初にある第１の同期シーケンス７０４への入力に最も低い符号間干渉雑音（intersymbol interference noise）を提供し、したがってユーザ・データ領域において第１の同期シーケンス７０４を回復する高い可能性を提供できる。
【００５２】
次に図１１を参照して、本発明の特定の実施形態による磁気テープ・データ記録媒体にデータを書き込むための書込みチャネルの要素を概略的に示す。書込みチャネルは、ユーザ・データを前に付加するためにプリアンブル領域を含むヘッダ・データを作成するヘッダ・プロセッサ１１００と、プリアンブル・データを含むヘッダ・データを符号化し、テープに記録する前にユーザ・データを符号化する８−１０符号器１１０１と、 非ゼロ復帰回路１１０２と、従来技術のＤＤＳ−４フォーマットと同じように磁気テープを横切る方向に帯状にされた複数のパルスとしてデータを磁気テープ・データ記録媒体に書き込む書込みヘッド１１０４に信号を出力するための出力増幅器１１０３とを含んでなる。ヘッダ・プロセッサ１１００は、本明細書の図８と関連して示したバイト・シーケンスに従ってプリアンブル・データを生成するためのプリアンブル・フィールド・ジェネレータを含む。プリアンブル・ジェネレータは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）においてシフトレジスタ機構として実現でき、あるいはソフトウェアによって駆動するプロセッサとして実現できる。
【００５３】
次に図１２を参照し、本明細書の図８に関して示したような疑似ランダム・ビット・シーケンスを生成可能な線形フィードバック・シフト・レジスタ回路の１つの実装を概略的に示す。シフトレジスタは、８ビット・レジスタの位置７および４から出力を取得し、それをレジスタの位置０に戻す排他的ＮＯＲゲート（Ｘ−ＮＯＲ）を有する８ビット・レジスタを含む。線形フィードバック・シフト・レジスタからの最初の出力を、８クロック・サイクル後に取得し、１６進Ｂ３（ｈ）バイトにすべきである。連続した組の８クロック・サイクルの後に連続出力を得る。シフトレジスタを、すべてのトラックの最初に示された値に再設定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転式読み取り書込みヘッドによって読み取られる取外し式カセット内に収容された磁気テープ・データ記録媒体を含む従来技術のＤＤＳデータ記録装置の物理的機構を示す概略図である。
【図２】従来技術のＤＤＳフォーマットに従って複数の読み取りヘッドと複数の書込みヘッドを含む回転ドラムに対する磁気テープ・データ記録媒体の経路を概略的に示す概念図である。
【図３】回転ドラムの周囲の弓形経路に延ばされた細長い帯状磁気テープに対する複数の読み取り書込みヘッドを含むドラムの回転を概略的に示す概観図である。
【図４】既知のＤＤＳフォーマットにしたがって磁気テープにデータを書き込むための書込み信号チャネルを概略的に示す概念図である。
【図５】既知のＤＤＳフォーマットに従って磁気テープからデータを読み取るための読み取りチャネルを概略的に示す概念図である。
【図６】既知のＤＤＳに従って細長い磁気帯状データ記録媒体に書き込まれたデータ・トラックの物理的配置を概略的に示す概念図である。
【図７】既知のＤＤＳフォーマットに従って細長い磁気帯を横切って斜めに書き込まれた物理的トラックに沿って書き込まれたデータの論理的配置を概略的に示す概念図である。
【図８】本発明の特定の実施に従って論理的書込みトラックのプリアンブル領域に適用されるバイト・シーケンスの特定の例を概略的に示す概念図である。
【図９】本明細書の図８に示すようなバイト・シーケンスを有し、読み取りチャネルの前置増幅器出力段にて得られたプリアンブル信号のパワー・スペクトルを概略的に示す分布図である。
【図１０】本明細書の図８に示すようなバイト・シーケンスで有効な位相情報を提供する遷移の分布を概略的に示す分布図である。
【図１１】本発明の特定の実施に従って磁気テープにデータを書き込むための書込み信号チャネルを概略的に示す概念図である。
【図１２】本発明の特定の実施形態により、本明細書の図８に示すようなバイト・シーケンスを生成するためのシフトレジスタ機構を概略的に示す概念図である。
【符号の説明】
７０２  プリアンブル領域
９００  パワー・スペクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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