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存储课堂(四):数据编码和频率调制编码

  编码方法对比

  下图显示的是使用这三种编码方法在硬盘驱动器存储ASC II字符X的波形:


  对于这些编码方法,顶行显示的是单个数据区位(例如01011000b)在其区位单元,由时间信号按时间分隔,如(.)所示。下面是实际写入波形,显示了正负极压力以及磁头压力转换(记录通量转换的结果)。最下面显示的是转换单元,T表示包含通量转换的转换单位,N代表为空的转换单位。

  上图显示的调频编码很容易解释。每个区位单元都有两个转换单元:一个用于时钟信息,另一个是数据。所有时钟转换单元都包含通量转换,而数据转换单元包含只有当数据是1bit的通量转换。当数据是0 bit时,没有转换。从左边开始,第一个数据位是0,解码为TN通量转换模式。下一个数据位是1,解码为TT。接着又是0,解码为TN,以此类推。

  改进调频编码方法对每个记录的数据位也有时钟和数据转换单元。正如你所看到的,只有当0位存储在另一个0位后面时,时钟转换单元才会携带一个通量转换。从左边开始,第一个是0,前面是未知(假设是0),所以通量转换就是TN。下一个是1,通常解码为NT。下一个是1,由于前面是1,所以是NN。通过使用之前的表格,你可以轻松地跟踪改进调频编码模式到字节的末端。你可以看到任何两个通量转换之间的最小和最大转换单元是1和3,这也就解释了为什么改进调频编码也可以被称为RLL 1,3。

  RLL 2,7模式很难看到,因为它解码的是区位组而不是单个区位。从左边开始,符合上表所列的组群的第一组是前三位,010。这些区位被转换成TNNTNN,接下来两位是11,转换为TNNN,最后一组是000,转换为NNNTNN。正如你所看到的,完成最后一组不需要额外的区位。

  请注意,在这个例子中,任何两个通量转换之间的空转换单元的最小数字和最大数字是2和6,可能其他例子中会出现7个空转换单元。由于比改进调频编码记录的转换更少,时钟速率可以达到调频编码的3倍,和改进调频编码的1.5倍,也能够存储更多数据。但是请注意,产生的写入波形本身与典型的FM或者MFM波形非常相似,对于磁盘给定物理部分,通量转换的数量和分隔情况相同。换句话说,在这三种编码例子中,任何两个通量转换之间的最小和最大物理距离都是相同的。

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