由或不由纠错码保护的存储和读出信息的方法和设备的制作方法

专利名称:由或不由纠错码保护的存储和读出信息的方法和设备的制作方法
本发明涉及一种存储数字信息的方法，该方法包括下列步骤a.形成用户符号;
b.将用户符号分布在一序列的段上，各段在其开始依次设有同步符号和标题符号;
c.在段的末端设置第一符号校正码的第一冗余符号，该第一符号校正码包括用户符号;
d.将段的符号分布在若干第一帧上，每一帧包含一固定的、符号的第一数;
e.将第二符号校正码的第二冗余符号加至第一帧;
f.将起源于段的符号和第一帧的第二冗余符号在同数目的第二帧上进行交叉处理;
g.将第三符号校正码的第三冗余符号加至第二帧;
h.以位串行方式将起源于第一帧的符号和第三冗余符号用于存储。
一种这类的方法从转让给本申请人的欧洲专利申请156440中得知，该申请的优先权日为1984年3月24日，日本为57595/6-84(PHQ 84.008/9)，而在此结合作为参考。这种已知的方法是根据帧的格式，该格式目前通常使用于音频信息的高质量存储器的所谓“小型磁盘”系统中。其优点在于可以得到高质量的错误校正。包括交叉处理技术在内的错误校正的优点在于当帧到达时恒能受到校正，因此相关的数据处理机始终有均匀的工作负荷;此外，可因此要求比较小的缓冲容量。从而，所提到的系统是特别适用于在较低的成本下的实时应用。根据所提到的专利申请，当数据信息，例如计算机软件，是待存储的信息时，已知的格式是能适用的。因此某些掩蔽或隐蔽处理或能用于音频信息的非可校正错误是无用的，此外由错误保护的附加层次来完成的适当保护是上面提到的第一码。这种保护以段的方式编制，因为对于这种数据信息，在帧层次上实时原理通常不太重要，而附加的存储容量(RAM)反正将出现。在这种情况下，仍归使用小型磁盘形式，因为相关的编码器/译码器可大量地制造，因此它们是廉价的。
本发明的事实根据是认识到上述数据信息将找到不同领域的应用。这些领域中的某些应用除需要存储音频和/或2020欧洲杯投注官网 信息外，还有计算机软件附加项目，例如象附于课本的说明、字典中发音的例子，等等。在后一情况中，不大需要附加的错误保护，而固有的附加冗余码将形成缺点，因为用户信息的总数较少。本发明的目的是要在下述两种情况间的段层次下能进行实时转换，这两种情况是在附加的错误保护出现的情况和为此附加的错误保护提供的存储空间被附加的用户信息占用的情况，这也保证转换能以高度可靠的方式进行。
本发明的目的之所以能达到是因为在各段中的标题符号和用户符号之间插入了若干为所说第一的有系统的符号校正码充当数据符号的副标题符号，第一子模式指示值指示所说第一符号校正码是有效的，在另外的、相似构造段中的第二子模式指示值指示所说第一符号校正码为无效的，因为所说第一冗余符号的至少一部分空间被另外的用户符号占用。本发明利用的事实是根据所提到的专利申请，某些备用空间在段格式中被保留。然而，这备用空间体现在附加的错误保护中，因此译码成为必需的;这将是一个消耗时间的操作，因为译码只可在已经接收到该段的全部信息量以后开始。但是，因为码是有系统的，即使不使用冗余码，相关的符号也将会出现，但在另一方面又不受保护。利用重复方法，能准确地接收至少一个校正子模式指示值的可能性是比较高的。二个不同值之间的选择经从上述译码步骤接收到的可靠性指示(URD)进行。将副标题符号直接插在标题信息的后面，这副标题信息在段的接收开始已将是有效的，因此它能用译码机接收，以作为错误保护操作是否应当进行的指示。适当的保护是由子模式指示的重复来达到，也由交叉处理使信息仍旧沿着磁道传播的事实来达到。
本发明也涉及一种读出数字信息的方法，该方法包括下列步骤a.以位串行方式接收来自存储媒体的码符号和从存储媒体形成所说第三冗余符号和其他符号;
b.借助于那里的第三冗余符号恢复第二帧的其他符号;
c.将这样恢复的第二帧的符号在同数目的第一帧上进行去交叉处理，每个第二帧包含第二冗余符号和其他符号;
d.经由那里的第二冗余符号恢复第一帧的其他符号;
e.收集所说最后提到的其他符号以便形成一个段，而同时在其中依次规定出同步符号、标题符号和用户符号，该方法的其特征在于，在标题符号的后面规定有若干副标题符号充当所说第一的有系统的符号校正码用的数据符号，在那里被检测的第一子模式指示值指示所说第一符号校正码为有效的，在这以后经由第一冗余符号在段中恢复用户符号，在无第一子模式符号的所说检测时，关于另外的子模式符号要再进行检测，然而，在重复负检测的结果下第二子模式指示值指示第一冗余符号的空间被另外的用户符号所占用和指示后面的复原被省去。一经译码，第二符号校正码译码就提供一信号，该信号确认或否定符号(URD)的可靠性。当子模式指示在副标题符号中反复地出现时，它的任何不可靠性就可用符号URD来代表。那么，选出子模式指示或重复的另一子模式指示，就可提供足够的可靠性。
本发明也涉及一种用作执行上述方法的读出设备。这种设备特别适用于交互用户系统(民用交互系统)。其他引起注意的方面如下至少一个标题符号包括一个模式指示，该模式指示指出经由第一冗余符号的附加的错误保护是否以强制性的或不是强制性的方式出现;子代码符号的数是一个至少为四的偶数，且具有子模式指示的符号彼此用至少一个其他符号分开;所说至少一个其他符号被重复了和子模式指示一样多的次数;所说至少一个其他符号指示一种编码技术和/或一种用户信息的质量等级;在标题符号的后面规定有若干副标题符号，该副标题符号充当所说第一的有系统的符号标正码用的数据符号，在那里被检测的第一子模式指示值指示所说第一符号校正码为有效的，在这以后用户符号经由第一冗余符号在段中被恢复，无第一子模式符号的所说检测时，再相对于另外的子模式符号作检测，然而，在重复负检测结果的情形中，第二子模式指示值是指示第一冗余符号的空间被另外的用户符号占用，和指示后面的复原被省去;为所说第一和第二子模式指示值设置一检测器，所说检测器也响应关于所说子模式符号的符号方式接收的可靠性信号(URD)，以便在几个、相应地检测的、但有差异的子模式符号之间进行选择;所说段响应所说子模式符号的几个、各自的内容，以便将辅助的控制信号加至用户设备;所说内容指示出用户的音频或2020欧洲杯投注官网 信息是包括在相关的段中;所说内容在相关的段中指示用户信息的质量/用户模式等级;所说检测器经由计数，再检测二个连续的、相应地指定型式的副标题符号。
本发明将参照一些附图在下面作详细的叙述。
图1表示本发明的设备的方框图。
图2表示存储在存储媒体上的帧的配置图。
图3表示排列在段中的帧的配置图。
图4a至4c表示段的配置图。
图1表示本发明的设备的方框图。存储媒体是由一个12厘米直径的磁盘组成，通道位是以按照已知“小型磁盘”技术使用的光可读凹槽的方式存储在该磁盘上。方框20代表可转动的附属马达，伺服系统，聚集系统，激光系统，跟踪系统，等等。然而，本发明并不涉及这些元件的具体操作。阅读系统产生通道位。在解调器22中，一串17个接连的通道位(包括空间位)被变换成一个8位码符号。在第一译码器24中，包括32个码符号的帧是由去编码形成的。使用包含在其中的冗余符号，这个帧被译码以便保留28个码符号。在译码过程中，一个或多个符号可以被校正或者不校正。为了简便起见，这种译码操作不在这里作详细的说明。该码是一种里德-所罗门码。其他的符号校正码也能加以使用。在去交叉处理元件26中，在各包含28个符号的同数目的帧上将28个码符号作去交叉处理。在第二译码器28中，经由包含在其中的四个冗余符号将这样一种帧译码，以便保留24个码符号。在这译码操作过程中，一个或多个符号可以被校正或不被校正。这译码操作也不予叙述。已译码的符号以8个位并行的形式出现在线路38上。然后可靠性位在线路40上并行出现。当这个位具有数值“1”时，相关的符号或许是不可靠的。这种可能性是由使用的译码算法共同决定的。当可靠性位(URD)具有数值“0”时，相关的符号首先假定为可靠的。另外的解答包括在线路38和40的组合中，以便形成位串行出现在其上的单线。
在元件28的输出端的符号被编制成段(其格式见下文)。要完成这任务，元件28可以设有另外的设备，用来重建如所引用的专利申请中叙述的符号的序列。在许多情形下，能方便地用随机存取存储器(RAM)实行去编码、去交叉处理和重建，在随机存取存储器中实现了具有不同延迟时间/长度的许多延迟线或先进先出线。这是通常的做法，所以相关的设备不再画出。于是，方框22-28主要是详细说明功能;在硬件层次中，编制主要是集中在总线上，该总线结合一个运算器(ALU)、一个存储器和输入/输出子系统。一个段包括开始是同步信息，后面有标题信息，或者副标题信息，而最后是其他信息。
元件30是一个检测器，这检测器是由同步信息触发，该同步信息之所以能起触发检测器的作用，在于同步信息的内容原则上在数据流中并不出现在别处。将其识别以后，符号计数器在检测器中被触发，所说计数器倒数着接收到的符号。因此，在同步信息继之以标题信息和在标题信息继之以副标题信息时，这是公知的。当副标题信息到达时，检测器30被触发。副标题信息包括8个字节。它的一部分，例如第一字节，包含子模式指示的第一种型式。子模式指示的第一内容指出段的另外部分包含用户符号，如所说专利申请所叙述的，该用户符号受另外符号校正码保护，即使它是根据稍微不同的码格式(这将在下文解释)。当第一内容被检测到而相关的字节的URD信息指示“可靠的”时，就产生一个输出信号将开关32置于上面的位置，以便将信息(包括子模式指示)加到译码器34上。显然，在与定向总线有关的结构中，上述步骤是经由总线存取的适当地址序列来实现的。当URD信息指示“不可靠的”时，什么也不会发生，即，译码器34还不会被触发。然而，相关的副标题符号将不会丢失，因为它们在后面的时刻需要用来判定在错误校正过程中的出错符号。副标题指示的第二内容指出段的另外部分不受符号校正码的保护。当后面的信息被检测到而URD信息对于相关的字节指示“可靠的”时，开关32被置于下面的位置，以便全部信息，包括副标题符号，被加到用户设备36上。这设备也可包括前面提到的总线，而且或者也包括前面提到的随机存取存储器。用户设备可以是家用计算机、专门文件管理系统、学习系统、对策系统等等。具体的用户字符并不构成本发明的部分，因而下面不加以详细说明。也可以有外围设备，例如2020欧洲杯投注官网 显示元件、音频放音装置、键盘、后台存储打印机、网路连接以及其他的、通常的外围装置。当上述选择被触发时，检测器不需进一步检测副标题信息的所说二个数值，译码或加至用户设备36的供给源，可以原样的方式继续进行。
在第一次尝试过程中，当指示URD是“不可靠的”时，检测将重复。副标题信息的检测可以连续地进行二次或多次。在最后的检测操作以后，当还不能判定关于开关所取的位置时，相关段的不可靠性信号被加至用户设备36。当开关32被置于上面位置时，段信息被加至译码器34。这译码器执行错误保护，如果需要和可能，还进行校正错误。为了达到这个目的，可以使用不可靠性信号URD。最后，恢复的用户信息被加至用户设备36。当开关32是在下面位置时，段信息被加至用户设备36，同时将译码器34旁路。在段的末端，开关32能总是置于下面位置，以便用户设备36能接收下一段的标题信息;用户设备能用这标题信息作为另外的控制信息，例如用来访问一个段。
上面的内容可以修改如下。在所有不能清楚地检测另外的错误保护是存在的情况中，开关32将留在下面位置，以便即使错误保护存在时，将全部信息加至用户设备。根据副标题符号中另外的信息，用户设备会知道哪个信息被指定，因为在执行用户程序的过程中，选择是以其为基础进行的。只有一种情况能出故障，就是错误校正不适当地被省略。虽然这种省略在指定的情况中会有严重的后果，这种情况通常在完全没有段信息的范围内是最好的。
图2表示一例放置在存储媒体上的帧的配置图。该帧包括588个通道位。同步图形FS包括24个通道位。帧也包括三十三个信息符号(0至32)，每一个符号包括14个通道位，以及各包括3个通道位的34个分离图形(画阴影线的)。信息符号0包括所谓的子代码(见下文)。信息符号1-12和17-28包括数据。信息符号13-16和29-32包括冗余位，用作执行例如通常用于“小型磁盘”系统的二个符号校正码。当解调时，分离图形被除去，各通道符号的14个剩余通道位被变换成代码符号的八个代码位，并忽略同步图形。因此，在二个第一译码器后面，下列符号由存储帧保留下来一个8位子代码符号以及24个数据符号。通道符号由去编码、去交叉和再组合被再分布在同数目的帧上。
图3表示从存储媒体接收的98个连续帧的配置图。这个帧的数目相当于段的量值(见图4a至4c)。去编码等在这方面已经被忽略。分离图形已经被省略;于是，表示出在解调以后出现的情况。作为解码附加结果的任何信号已被省略。根据通道符号，这信号能指示解调是正确的/不正确的。列102包括98个帧状态同步图形。列104包括98个子代码符号。列106包括98×24个数据符号。列108包括98×8个冗余符号(因此，在帧内的序列实际上与图示的序列不一致)。
下面将叙述子代码符号。最先两个子代码符号(SYNC PAT)形成有预定格式的同步图形，以便在子代码符号上能执行同步。另外符号的P位构成一个控制位，该控制位在“小型磁盘”系统中被分辨出来，而且该控制位将音频信号和暂停间隔区别开来。为了实现音频帧的一定程度的随机可达性而设置有Q位。在这列中的最先二位被要求用作同步图形。其次的四位是控制位。紧接在后面的四位是地址位。最后的72位是数据位，该数据位能规定一磁道数和一索引码(这些可在十进制00和十进制99之间变化)。而且绝对时间可以用分、秒和帧表示，一帧具有1/75秒的持续时间。Q到的最后16位可用于根据循环冗余码校验(CRC)原理的错误检测码。
就列R至W而言，它们并不属于图形SYNC PAT，而被保留在多种应用的“小型磁盘”系统中，这些应用与本文无关的;因为根据本发明的系统必须遵守“CD音频标准”，这些位可以在本文中忽略。
图4a至4c表示段的不同型式的配置图，这配置图仅与图3中列106的信息的24×98＝2352个符号有关。图4a表示的解答选自提到的专利申请。段从包括12个符号的同步信息开始。这信息后面继以包括四个符号的标题信息。第一符号包括以分钟表示的时间指示，该时间指示沿着圆盘的磁道从“0”工作至近似“72”的一个最大值。第二符号包括以秒表示的时间指示，从“0”变化至“59”。第三符号包括一个段数。于是，诸段便以随机寻址。第四符号包括模式指示。第一值指示出段是“空的”。第二值指示出段包括错误保护(强制性的)。第三值指示出段不需包括有待下面叙述的错误保护;然而，这种错误保护可以存在。这第三种情形在下文是仅有的一个重要情况。标题信息(带有第二值)后面继以用户信息，该用户信息包括2048个符号。这个信息后面继以包括4个符号的错误保护信息以及一个覆盖8个符号的开型空间。错误检测信息是根据CRC原理并占用从开始直到包括这错误检测信息本身的段的所有部分。最后有一个包括172个(PPAR)和104个(QPAR)符号的伪积码的冗余码。P奇偶符号是根据段的所有部分，如从标题信息直至和包括开型空间SPACE。Q奇偶符号是根据段的所有部分，如从标题信息直至和包括P奇偶符号。P符号和Q符号根据不同的部分这一事实引起字“伪”的使用。错误保护码是已知的里德-所罗门码。
图4b说明本发明的第一个解答。最后的标题符号现在指示“第三”值。通常，一序列的段，对于各段将具有相同的值。图4b中的过程是与图4a中的相同的，即使8个字节的空白空间已被变换成副标题信息(SUBH)而向前移动。在最佳的型式中，这副标题包括八个字节。最先四个字节的内容由最后四个字节准确地加以重复。在最先四个字节中，第一字节有一用于文件号的空间。这允许与不同的文件有关的段的实际交叉处理。第二字节包括通道号。这就使得有可能有选择地将一个音频信息通道加至一个预定的2020欧洲杯投注官网 图象序列。于是，又可能为紧密组合的不同通道存储音频信息，以致不需在各自的音频组之间提供空间。第三副标题执行若干不同模式间的选择-在图4b中它指示出EDC-P奇偶性和Q奇偶性的存在，以致有一高级的(附加的)保护存在;
-这字节也能指示关于数据的信息，例如软件，或者音频信息(该信息在图4b中因而受到附加保护)，或者2020欧洲杯投注官网 信息。另外的信息可以指示出相关的段是文件的最后段;指示出相关段构成文件的部分，该文件由处理系统在实时基础上如此不间断地进行处理;指示出读出相关的段必须触发一个中断信号;以及指示出相关的段是合乎逻辑相干的信息量(逻辑记录)的最后段。为简短起见，所有这些特点不再作更详细的叙述。
第四副标题字节可以包括规定段的信息的类型的信息，例如包含在里面的音频信息的质量和/或组成。第5直至和包括第8字节重复最先四个字节的信息。因此，可获得高度的可靠性，值得注意的因为这可靠性也能随意地由URD信息来指示。如果需要，两种型式的最可靠的型式因而能被选出。
图4c表示本发明的第二个解答。错误检测信息EDC和错误校正信息PPAR/QPAR现在已经被省略，而剩余的空间可用于数据。尤其是在音频/2020欧洲杯投注官网 信息存储器(以及在圆盘上附加保护信息的实际总量)，这样产生的附加存储空间是有吸引力的。例如，图象质量/图象频率能增加，或较长的序列能被容纳或与更不同场面有关系的信息能并行存储在段中。而且，附加错误保护的所说省略，是由副标题信息的第一和第五字节传输信号。由于这样得到的较高的可靠性，这指示在任意对段之间可以不同，当这些段是一直连续的时候也一样。
权利要求
1.一种存储数字信息的方法，该方法包括下列步骤a.形成用户符号；b.将用户符号分布在一序列的段上，各段在其开始依次设有同步符号和标题符号；c.在段的末端设置第一符号校正码的第一冗余符号，该第一符号校正码包括用户符号；d.将段的符号分布在若干第一帧上，每一帧包含一固定的、符号的第一数；e.将第二符号校正码的第二冗余符号加至第一帧；f.将起源于段的符号和第一帧的第二冗余符号在同数目的第二帧上进行交叉处理；g.将第三符号校正码的第三冗余符号加至第二帧；h.以位串行的方式将起源于第一帧的符号和第三冗余符号用于存储；其特征在于，在各段中标题符号和用户符号之间插入有若干副标题符号，这些副标题符号充当所说第一的有系统的符号校正码用的数据符号，一个第一子模式指示值指示所说第一符号校正码是有效的，在另外的、相似构造段中的一个第二子模式指示值指示所说第一符号校正码为无效的，因为所说第一冗余符号的至少一部分空间被另外的用户符号占用。
2. 权利要求
1所述的方法，其特征在于，至少一个标题符号包括一个模式指示，该模式指示指出经由第一冗余符号的附加的错误保护是否以强制性的或不是强制性的方式出现。
3. 权利要求
1或2所述的方法，其特征在于，子代码符号的数是一个至少为四的偶数，且具有子模式指示的符号，彼此用至少一个其他符号分开。
4. 权利要求
3所述的方法，其特征在于，所说至少一个其他符号被重复了和子模式指示一样多的次数。
5. 权利要求
3或4所述的方法，其特征在于，所说至少一个其他符号指示一种编码技术和/或一种用户信息的质量等级。
6.一种读出用 权利要求
1至5的任一 权利要求
所述的方法存储的数字信息的方法，该读出方法包括下列步骤a.以位串行方式接收来自存储媒体的代码符号和形成所说第三冗余符号和其他符号;b.借助于那里的第三冗余符号恢复第二帧的其他符号;c.将如此恢复的第二帧的符号在与第一帧同数目的帧上作去交叉处理，各该符号包含第二冗余符号和其他符号;d.经由那里的第二冗余符号恢复第一帧的其他符号;e.收集所说最后提到的其他符号以便形成一个段，而同时在其中依次规定出同步符号、标题符号和用户符号;其特征在于，在标题符号的后面规定有若干副标题符号，该副标题符号充当所说第一的有系统的符号标正码用的数据符号，在那里被检测的第一子模式指示值指示所说第一符号校正码为有效的，在这以后用户符号经由第一冗余符号在段中被恢复，无第一子模式符号的所说检测时，再相对于另外的子模式符号作检测，然而，在重复负检测结果的情形中，第二子模式指示值是指示第一冗余符号的空间被另外的用户符号占用，和指示后面的复原被省去。
7.执行 权利要求
6所述的方法的一种读出设备，其特征在于，为所说第一和第二子模式指示值设置一检测器，所说检测器也响应关于所说子模式符号的以符号方式接收的可靠性信号(URD)，以便在几个、相应地检测的、但有差异的子模式符号之间进行选择。
8. 权利要求
7所述的读出设备，其特征在于所说段响应所说子模式符号的几个、各有的内容，以便将辅助的控制信号加至用户设备。
9. 权利要求
8所述的读出设备，其特征在于，所说内容指示出用户的音频或2020欧洲杯投注官网 信息是包括在相关的段中。
10. 权利要求
9所述的读出设备，其特征在于，所说内容在相关的段中指示用户信息的质量/用户模式等级。
11. 权利要求
7、8、9、10所述的读出设备，其特征在于，所说检测器经由计数，再检测二个连续的、相应地指定型式的副标题符号。
专利摘要
在所述系统中存储在媒体20上的信息，是由包括代码之间交叉的双符号校正码保护。在读出和执行错误保护以后，信息被编制在诸段中。在同步信息和标题之后，这种段包括副标题信息。设有第一和第二子模式指示值的检测器30。在前面的情形中，段包括另外的错误保护信息，为此，触发一专用的译码器34。在第二种情形中，另外的用户信息出现在错误保护信息的位置，而后面的译码器没有起动。可靠性借重复子模式指示值得以更进一步增加。
文档编号G11B20/12GK87100929SQ87100929
公开日1987年8月26日 申请日期1987年2月21日
发明者巴尔撒泽·安东尼厄斯·杰拉达斯, 兰伯特斯·马蒂纳斯·克莱门斯·范登霍文, 铃木纤夫 申请人:菲利浦光灯制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan