77691

Аппаратная реализация RLL-кодирования

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Наибольшее распространение по крайней мере для жестких дисков PC получило так называемое кодирование с ограниченной длиной отрезка или RLLкодирование. Математики и инженеры считают способ 27 RLL разновидностью записи с групповым кодированием Groupoded Recording GCR. Обычная форма способа 27 RLL относится к кодированию GCR с переменной длиной.

Русский

2015-02-05

56.5 KB

2 чел.

Аппаратная реализация RLL-кодирования

Оказалось, что, несмотря на популярность и эффективность, MFM-кодирование не самый эффективный способ кодирования данных. В MFM-кодировании размер битовой ячейки уменьшается до минимальной длины магнитного триггера, но можно достичь лучшего результата при дальнейшем сокращении числа сигналов синхронизации. Степень сокращения зависит от постоянства скорости вращения диска и от точности выделения импульсов, поступающих от головки считывания. Разработчики дисковых систем проверили много способов снижения среднего числа импульсов синхронизации на бит данных и соответствующего повышения максимальной плотности битов на поверхности диска. Наибольшее распространение, по крайней мере, для жестких дисков PC, получило так называемое кодирование с ограниченной длиной отрезка или RLL-кодирование. В этом способе совершенно нет сигналов синхронизации! Это стало возможно при записи на диск наборов, которые отличаются от наборов сохраняемых данных. При правильном выборе записываемых наборов контроллер при считывании данных может "обратить" этот процесс. Математики и инженеры считают способ 2,7 RLL разновидностью записи с групповым кодированием (Group-oded Recording — GCR). Идея группового кодирования состоит в том, что группа битов данных заменяется большей группой записываемых битов. (Здесь у вас, конечно, появится вопрос: "Нужно ли расходовать поверхность, записывая больше битов, чем имеется в данных?" Минуточку терпения, и ответ будет очевиден.) Обычная форма способа 2,7 RLL относится к кодированию GCR с переменной длиной. Другими словами, размер групп заменяющих битов зависит от фактических битов данных. RLL-кодирование использует два ограничения на любой набор переходов магнитных полей, которые можно записать на поверхности диска. Во-первых, переходы магнитного поля не должны следовать чаще, чем минимальная длина магнитного триггера (этим предотвращается риск стирания предшествующего магнитного поля при записи нового). Во-вторых, промежутки без переходов не должны быть столь длинными, чтобы контроллер диска потерял текущую позицию на диске. Таким образом, для переходов магнитного поля имеются максимальная и минимальная допустимые частоты. (Другими словами, в терминах расстояний по дорожке между переходами магнитного поля имеются максимальная и минимальная допустимее длины промежутка или "отрезка" без переходов. Кодирование RLL и означает, что эти "отрезки" дорожки между переходами ограничены верхней и нижней величинами.)

Оказалось, что, несмотря на популярность и эффективность, MFM-кодирование не самый эффективный способ кодирования данных. В MFM-кодировании размер битовой ячейки уменьшается до минимальной длины магнитного триггера, но можно достичь лучшего результата при дальнейшем сокращении числа сигналов синхронизации. Степень сокращения зависит от постоянства скорости вращения диска и от точности выделения импульсов, поступающих от головки считывания. Разработчики дисковых систем проверили много способов снижения среднего числа импульсов синхронизации на бит данных и соответствующего повышения максимальной плотности битов на поверхности диска. Наибольшее распространение, по крайней мере, для жестких дисков PC, получило так называемое кодирование с ограниченной длиной отрезка или RLL-кодирование. В этом способе совершенно нет сигналов синхронизации! Это стало возможно при записи на диск наборов, которые отличаются от наборов сохраняемых данных. При правильном выборе записываемых наборов контроллер при считывании данных может "обратить" этот процесс. Математики и инженеры считают способ 2,7 RLL разновидностью записи с групповым кодированием (Group-oded Recording — GCR). Идея группового кодирования состоит в том, что группа битов данных заменяется большей группой записываемых битов. (Здесь у вас, конечно, появится вопрос: "Нужно ли расходовать поверхность, записывая больше битов, чем имеется в данных?" Минуточку терпения, и ответ будет очевиден.) Обычная форма способа 2,7 RLL относится к кодированию GCR с переменной длиной. Другими словами, размер групп заменяющих битов зависит от фактических битов данных. RLL-кодирование использует два ограничения на любой набор переходов магнитных полей, которые можно записать на поверхности диска. Во-первых, переходы магнитного поля не должны следовать чаще, чем минимальная длина магнитного триггера (этим предотвращается риск стирания предшествующего магнитного поля при записи нового). Во-вторых, промежутки без переходов не должны быть столь длинными, чтобы контроллер диска потерял текущую позицию на диске. Таким образом, для переходов магнитного поля имеются максимальная и минимальная допустимые частоты. (Другими словами, в терминах расстояний по дорожке между переходами магнитного поля имеются максимальная и минимальная допустимее длины промежутка или "отрезка" без переходов. Кодирование RLL и означает, что эти "отрезки" дорожки между переходами ограничены верхней и нижней величинами.)

Каждая последовательность Т и О имеет точно в два раза больше знаков, чем набор кодируемых единиц и нулей. Поскольку от О до Т минимум три знака, то в минимальную длину магнитного триггера можно поместить три знака. Поскольку два знака равны одному биту, размер битовой ячейки сокращается до двух третей длины триггера. Такой размер позволяет накопителю разместить в полтора раза (150%) больше битов на длине дорожки, чем в MFM-кодпровании, и в три рала больше битов, чем в FM-кодпровании. Таким образом, в RLL-кодировашш специальные наборы переходов заменяют фактические записываемые наборы данных. Наборы выбраны так, чтобы отношение максимального промежутка между переходами поля к минимальному было как 8 к 3 Применение такого способа позволяет в гом же пространстве сохранить на 50% больше данных. Большнниво жестких дисков вращаются с одинаковой скоростью, на запись и считывание одной и той же информации уходит только две трети времени. На рис. 2.7,д показано, как выглядит RLL-коднрованне одного и того же байта по сравнению с другими способами кодирования. Несмотря на возможность улучшения RLL-коднрованпя, этот процесс оказывается непростым и недостаточно надежным для большинства пользова!елей. Как всегда, на практике RLL-кодирова-ние встречает определенные ограничения. Поскольку в RLL-кодпроваиин переходы магнитного иоля оказываются не ближе, чем в MFM-кодированни, многие полагают, что можно применять MFM-накошпель как RLL-иакопитель, просто подключив к MFM-накогштелю RLL-контроллер. К сожалению, при первом появлении на рынке несколько лет назад для надежного применения RLL-кодирования пришлось усложнить электронику жестких дисков и контроллера. Накопители и контроллеры довольно часто и с драматическими последствиями отказывали С тех пор фирмы-производители RLL-контроллеров разработали лучшие методы, а производители накопителен стали более жестко тестировать своп изделия В ре зультате сейчас появились накопители, "сертифицированные для RLL-коднрования", а других пока нет. Объединение RLI-сертифицированного накопителя с RLL-KOHтроллером оказывается довольно надежным устройством.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68387. Предмет экологии, ее структура, задачи экологии 90 KB
  Из всех живых организмов человек наиболее старается изменить природу, используя и приспосабливая её для своих нужд. Сегодня, благодаря развитию науки и техники, человек способен вторгаться во все микро- и макромиры, во все процессы, протекающие в биосфере.
68388. Принципы построения систем отображения информации в авиационных геоинформационных комплексах 1.69 MB
  Классификация систем отображения информации. Как следует из представленной схемы канал вывода видеоинформации состоит из четырех представлений объектов: ПМ СДФ ЛДФ и экрана дисплея с тремя логическими процессорами последовательно преобразующих одно представление изображения в другое: КДФ ДП и ДК.
68389. Перевозка угля от станции Бугач до коммунального бытового сектора 414 KB
  Характеристика груза. Выбор средств погрузкиразгрузки. Основные принципы выбора автотранспортных средств. Грузовместимость кузова. Партионность перевозок груза. Допустимая осевая нагрузка. Натуральные и экономические критерии. Разработка рациональной транспортно технологической схемы доставки грузов.
68390. Основные понятия, определения и элементы географической карты 7.08 MB
  В литературе чаще всего карты определяют как образно-знаковые модели действительности. Основными элементами географической карты являются картографическое изображение и его математическая основа. Картографическое изображение – это все условные обозначения, которые отражают на карте все явления...
68391. Применение топографических карт при изучении местности 501 KB
  Изображение рельефа способом горизонталей предоставляет широкие возможности для всестороннего изучения рельефа – особенностей его морфологического строения, количественных характеристик, условий хозяйственного использования местности.
68392. Общая характеристика баз картографических данных в АГК и картографических срезов 2.2 MB
  Одной из функций АГК является ввод обработка хранение и вывод по запросам оператора разнообразных картографических данных и специальных сведений о местности. Такая информация должна быть заложена в базах данных АГК что возможно лишь тогда когда они построены с учетом методов технологии цифровой картографии.
68393. Теплопроводность. Общее положение теории теплопроводности 137 KB
  Аналитическое и численное исследование процессов теплопроводности сводится обычно к изучению пространственно-временного распределения температуры в теле т. Температурным полем тела или системы тел называется совокупность значения температуры взятое по его объему...
68395. Теплопередача через однослойную плоскую стенку (граничные условия третьего рода) 151 KB
  Целью решения задачи является определение теплового потока через данную стенку и определение температурного поля пластинки. Условия однозначности дают право нам считать, что температура в системе изменяется лишь в направлении оси то есть задача одномерная.