Muokattu taajuusmodulaatio
Modified Frequency Modulation ( MFM ) on Run -Length Limited ( RLL ) -koodi [ 1 ] , jota käytetään tietojen koodaamiseen useimmilla levykkeillä . Se esiteltiin ensimmäisen kerran kiintolevyissä vuonna 1970 IBM 3330 :n kanssa ja sitten levykeasemissa IBM 53FD :stä alkaen vuonna 1976.
MFM on muunnos alkuperäisestä FM-koodista. Koska virtasiirtymien välinen minimitila on levyn, pään ja kanavan suunnittelun ominaisuus, MFM takaa enintään yhden virtasiirtymän databittiä kohden, joten se pystyy kirjoittamaan FM-tiheydellä, mikä voi vaatia kaksi. siirtymiä bittiä kohden.
MFM:ää käytetään tiedonsiirtonopeudella 250-500 kbit/s (500-1000 kbit/s koodattu) yleisillä standardeilla ja tiheillä 5 1/4 ja 3 1/2 tuuman levykkeillä. MFM:ää käytettiin myös varhaisissa kiintolevymalleissa ennen tehokkaampien RLL-koodien tuloa. Erikoissovellusten ulkopuolella MFM-koodaus on vanhentunut magneettisessa tallennuksessa.
Taajuusmodulaatio
Taajuusmodulaatio (FM) digitaalinen koodausmenetelmä, jota käytetään magneettisen tallennuksen yhteydessä, tunnetaan useilla muilla nimillä, mukaan lukien Manchesterin differentiaalinen koodaus ja viivekoodaus . [ 2 ]
Taajuusmodulaatio on binääridatan koodaus muodostamaan kaksitasoinen signaali, jossa (a) "0" ei aiheuta signaalitason muutosta , ellei sitä seuraa toinen "0", jolloin lopussa siirtyy toiselle tasolle ensimmäisestä bittijaksosta ; ja (b) "1" aiheuttaa siirtymän tasolta toiselle bittijakson keskellä. [ 3 ]
FM-koodausta käytetään ensisijaisesti signaalien koodaamiseen, koska koodatun signaalin taajuusspektri sisältää vähemmän matalataajuista energiaa kuin perinteinen nollaan palautumaton (NRZ) signaali ja vähemmän korkeataajuista energiaa kuin kaksivaiheinen signaali.
FM-koodaus on koodaus, joka käyttää vain puolet kaksivaiheisen koodauksen kaistanleveydestä, mutta jolla on kaikki sen edut: Uudelleenkirjoitettava: siirtymiä on taatusti kahden bitin välein, mikä tarkoittaa, että dekoodausjärjestelmät voivat säätää kello-/DC-kynnystä jatkuvasti . Yksi haittapuoli on, että sitä ei ole helppo lukea ihmisille (esimerkiksi oskilloskoopilla).
FM-koodaus tunnetaan myös Miller-koodauksena sen keksijän Armin Millerin mukaan. [ 4 ]
MFM-koodaus
Kuten tavallista puhuttaessa kiintolevyn koodausmenetelmistä, FM- ja MFM-koodaukset tuottavat bittivirran, joka on NRZI- koodattu levylle kirjoitettaessa. Bitti 1 edustaa magneettista siirtymää ja bitti 0 ei muutosta. Tietojen koodauksen on tasapainotettava kaksi tekijää:
- On olemassa rajoituksia 0-bittien vähimmäis- ja enimmäismäärälle, jotka laitteisto voi havaita peräkkäisten 1-bittien välillä, eikä koodaus saa ylittää tätä rajaa.
- On olemassa rajoituksia 1-bittien enimmäismäärälle, jonka laitteisto voi havaita tietyn ajanjakson aikana. Jos levy on koodattu suuremmalla (keskimääräisellä) määrällä magneettisia siirtymiä bittiä kohden, bittien on oltava "leveämpiä" ja jokaisella raidalla on vähemmän sektoreita.
FM- ja MFM-koodaukset voidaan myös ajatella sisältävän databittejä, jotka erotetaan kellobiteillä, mutta bittien koodaussäännöillä on erilaiset. Silti molemmat muodot koodaavat jokaisen databitin kahdeksi bitiksi levylle (johtuen virran alussa ja lopussa vaadituista erottimista, todellinen tiheys on hieman pienempi).
FM:n peruskoodaussääntö on, että kaikki kellobitit ovat 1: nollat koodataan 10:ksi ja ykköset 11:ksi. Magneettisten siirtymien lukumäärä bittiä kohden on keskimäärin 1,5 (50% × 1 + 50% ×2).
MFM:n peruskoodaussääntö on, että (x,y,z,...) koodataan muodossa (x,x NOR y,y,y NOR z,z,z NOR...). Nolla koodataan 10:ksi, jos sitä edeltää nolla, ja 00:ksi, jos sitä edeltää yksi (jokainen näistä tapauksista esiintyy 25 % ajasta); yksi on aina koodattu 01:ksi (jota esiintyy 50 % ajasta); siksi magneettisten siirtymien lukumäärä on keskimäärin 0,75 (25% 10 = kyllä + 25% 00 = ei + 50% 01 kyllä).
| Faktaa | ... 0 0 ... | ... 0 1 ... | ... 10 ... _ | ... 1 1 ... |
|---|---|---|---|---|
| MFM-kellon bitit | ...? 1?... | ...? 0 0... | ...0 0?... | ...0 0 0... |
| MFM-koodaus | ...? 010 ? ... _ | ...? 0 0 1 0... | ...0 1 0 0 ?... | ...0 1 0 1 0... |
Huomaa, että ympäröivät kellobitit ovat joskus tiedossa, mutta joskus ne edellyttävät tietoa ympäröivistä databitteistä. Pidempi esimerkki:
Tiedot: 0 0 0 1 1 0 1 1 ... FM-koodaus: 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1... MFM-kello: ? 1 1 0 0 0 0 0 0... MFM-koodaus:? 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0...
(Lihavoidut bitit ovat databittejä, muut ovat kellobittejä.)
FM-koodauksessa 0-bittien määrä, joka voi esiintyä peräkkäisten 1-bittien välissä, on joko 0 tai 1. MFM-koodauksessa vierekkäisten bittien välissä on vähintään yksi 0-bitti (ei koskaan ole kahta vierekkäistä 1-bittiä) ja enimmäismäärä 0:sta peräkkäin on kolme. Siksi FM on RLL (0,1)-koodi, kun taas MFM on (1,3)-koodi.
Erityistä "synkronointimerkkiä" käytetään, jotta levyohjain voi selvittää, mistä tiedot alkavat. Tämän ajoitusmerkin on seurattava RLL-koodia, jotta kuljettaja tunnistaisi sen, mutta se ei noudata kellobittien FM- ja MFM-sääntöjä. Tällä tavalla sitä ei koskaan esiinny missään bittipaikassa missään koodatussa datavirrassa. Lyhin mahdollinen synkronointibittikuvio, joka noudattaa RLL(1,3)-koodaussääntöjä, mutta jota ei voida tuottaa normaalilla MFM-koodauksella, on 100010010001 . Itse asiassa MFM-koodauksessa yleisesti käytetty synkronointimerkki alkaa näillä kahdellatoista bitillä; sitä kutsutaan "A1 sync", koska databitit alkavat heksadesimaaliarvosta A1 (10100001), mutta viides kellobitti eroaa A1-tavun normaalista koodauksesta.
Tiedot: 1 0 1 0 0 0 0 1
Kello: 0 0 0 1 1 1 0
Koodaus: 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1
Synkronointikello: 0 0 0 1 0 1 0
Synkronointimerkki: 100010010 0 01001
^ kellon bitti puuttuu
MMFM
MMFM ( Modified Modified Frequency Modulation , tai myös Double Modified Frequency Modulation ), myös lyhennettynä M²FM tai M2FM , on samanlainen kuin MFM, mutta vaimentaa ylimääräisiä kellobittejä, mikä johtaa pidempään suorituspituuteen. pitkä (an RLL(1,4) koodi). Erityisesti kellopulssi lisätään vierekkäisen 0-bitin parin väliin vain, jos parin ensimmäiselle bitille ei ole asetettu kellopulssia ennen sitä. [ 5 ] Seuraavassa esimerkissä kellobitit, jotka olisivat olleet MFM:ssä, on lihavoitu:
Tiedot: 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 Kello: 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 Koodi: 010100010010010010 0 0010010 0 010010010 0 010 0 001
Tässä järjestelmässä ajoitusmerkit tehdään lisäämällä ylimääräisiä kellopulsseja vierekkäisten 0-bittien väliin (MFM-sääntöä noudattaen), missä ne normaalisti ohitettaisiin. Erityisesti databittikuviossa "100001" on kellopulssi asetettuna keskelle, missä se normaalisti ohitetaan:
Tiedot: 1 0 0 0 0 1 Normaali: 0 1 0 1 0 Synkronointi: 0 1 1 1 0
Katso myös
- Ryhmäkoodattu tallennus (GCR)
Viitteet
- ↑ Kees Schouhamer Immink (joulukuu 1990). "Runlength-Limited Sequences" . Proceedings of IEEE 78 (11): 1745-1759. doi : 10.1109/5.63306 . «Yksityiskohtainen kuvaus runpituisten sekvenssien rajoittavista ominaisuuksista on annettu. »
- ↑ Hoagland, Al (1963). Digitaalinen magneettitallennus . John Wiley & Sons. s. 127. "Seuraava kuvattava binäärikoodaustekniikka tunnetaan nimellä vaihemodulaatiomenetelmä, taajuusmodulaatiomenetelmä... ja eräät muut useammin käytetyt termit. »
- ↑ Hecht, M.; Guida, A. (heinäkuu 1969). "Viivemodulaatio" . Proceedings of IEEE (IEEE) 57 (7): 1314-1316. doi : 10.1109/PROC.1969.7249 .
- ↑ USPat. #3 108 261
- ↑ Intel Corporation (1977). SBC 202 Double Density Diskette Controller Hardware Reference Manual . s. 4-26. Arkistoitu alkuperäisestä 18. kesäkuuta 2017.
Lue lisää
- Savard, John J.G. (2018). "Digitaalinen magneettinauhanauhoitus" . nelilohko . Arkistoitu alkuperäisestä 2. heinäkuuta 2018 . Haettu 16. heinäkuuta 2018 .
Ulkoiset linkit
- Johnson, Herbert R. (6. heinäkuuta 2016). "M2FM- tai MMFM-levykemuoto" . Arkistoitu alkuperäisestä 18. kesäkuuta 2017 . Haettu 19. kesäkuuta 2017 .
- PC Guide Frequency Modulation
- Tämä teos sisältää käännöksen " Modified Frequency Modulation " englanninkielisestä Wikipediasta, jonka julkaisijat ovat julkaisseet GNU Free Documentation -lisenssillä ja Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License -lisenssillä .
