專利名稱：二維游程長度受限約束的塊編解碼裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，具體涉及一種在方形格子構(gòu)成的平面上， 無論是在水平方向還是在垂直兩個方向上，在相鄰數(shù)據(jù)“1”之間，“0”的游程長度至少等于 1，最多不超過3的二維游程長度受限約束編碼方法及其裝置。
背景技術(shù)：
通道由于內(nèi)在的物理特性，會對穿越通道的信號產(chǎn)生具有某種形式的約束限制。 為降低通道對信號的這種負(fù)面影響，解決問題的辦法之一就是使用約束編碼技術(shù)。約束編 碼又稱調(diào)制編碼，即以無損方式，將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化成滿足預(yù)先指定約束的數(shù)據(jù)序列，游程長度 受限約束(Runlength Limited Constraint)RLL(d，k)是這類約束的一個典型代表。這里 d表示連續(xù)“1”之間的“0”的游程長度最小值，k表示最大值。使用約束編碼后的數(shù)據(jù)存儲 系統(tǒng)或通信系統(tǒng)，在系統(tǒng)可靠性上都得到了顯著提高和改善，因此約束編碼已稱為現(xiàn)代存 儲系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的一個重要組成部分。目前廣為使用的約束編碼有很多種，RLL(1，3)約 束編碼就是其中的一個代表。RLL(U)約束編碼，也叫Miller碼或改進型調(diào)頻編碼(MFM) (美國專利號3，108，沈1，公布日1963年10月22日)，在早期的存儲器中，隨處都有其影 子。近些年，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了一種新型的二維存儲器，例如全息存儲和二維 光盤等。這種存儲技術(shù)和當(dāng)今主流存儲器的主要區(qū)別在于數(shù)據(jù)在記錄介質(zhì)上，是按照頁面 即二維陣列方式進行分布的，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時，也是按照整頁整頁的方式進行；而當(dāng)今存儲技 術(shù)中，無論是光記錄模式還是磁記錄模式，數(shù)據(jù)是沿著軌道在記錄介質(zhì)上進行讀寫，這樣數(shù) 據(jù)可看成一維序列?，F(xiàn)假設(shè)待記錄的原始數(shù)據(jù)序列是10101000，若數(shù)據(jù)按照一維方式記錄 在存儲介質(zhì)上，經(jīng)過上面的RLL(Id)約束編碼后，其在記錄介質(zhì)上的布局如下所示0100010001001010但當(dāng)數(shù)據(jù)記錄在上述的全息存儲器和二維光盤等二維存儲器中，則以二維陣列方
式布局在記錄介質(zhì)上?，F(xiàn)假定記錄尺寸大小為4X4，若仍采取上面的RLL(U)編碼方法，
且沿水平逐行排列的方式記錄，則二進制數(shù)據(jù)陣列在記錄介質(zhì)上的布局如下所示
權(quán)利要求
1.二維游程長度受限約束的塊編解碼裝置，其特征在于包括編碼器和解碼器，所述編 碼器包括一維數(shù)據(jù)流緩沖模塊，用于暫時存放一維數(shù)據(jù)流；一維數(shù)據(jù)分段模塊，用于將一維數(shù)據(jù)流均勻劃分成指定長度的若干相同的數(shù)據(jù)段，并 對每段數(shù)據(jù)以4比特為一組，將每段數(shù)據(jù)劃分成若干組一維4比特數(shù)據(jù)字；二維碼字生成模塊，用于將一維4比特數(shù)據(jù)根據(jù)編解碼規(guī)則表對應(yīng)的編碼方程編碼成 4X4陣列的相應(yīng)二維碼字；二維陣列組裝模塊，用于將二維碼字生成模塊產(chǎn)生的二維碼字根據(jù)產(chǎn)生次序，組裝成 二維數(shù)據(jù)陣列；上述四個模塊依次連接，最后通過其中的二維陣列組裝模塊輸出給二維數(shù)據(jù)記錄裝置；所述解碼器包括二維數(shù)據(jù)陣列緩沖模塊，用于暫時存放二維數(shù)據(jù)記錄裝置輸出的二維數(shù)據(jù)流； 二維碼字劃分模塊，用于將一整頁二維數(shù)據(jù)陣列分組劃分成若干4X4 二維子陣列數(shù)據(jù)；一維數(shù)據(jù)字生成模塊，用于將4X4 二維子陣列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一維4比特數(shù)據(jù)字； 一維數(shù)據(jù)流組裝模塊，用于將上述若干一維4比特數(shù)據(jù)字組裝成一維用戶數(shù)據(jù)流； 上述四個模塊依次連接，最后通過其中的一維數(shù)據(jù)流組裝模塊輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維游程長度受限約束的塊編解碼裝置的使用方法，其特征 在于通過編碼器實現(xiàn)編碼過程，包括以下步驟5101)將一維數(shù)據(jù)流緩沖模塊中暫存的一維數(shù)據(jù)流輸入到一維數(shù)據(jù)分段模塊，然后將 輸入的一維數(shù)據(jù)流均勻地劃分成若干數(shù)據(jù)段，然后對每段數(shù)據(jù)，按4比特為一個數(shù)據(jù)字，劃 分成若干個一維數(shù)據(jù)字，并輸入到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)暫存，然后進入二維碼字生成模塊；5102)二維碼字生成模塊按照一維數(shù)據(jù)字到二維約束子陣列的編解碼規(guī)則表將每段數(shù) 據(jù)中的4比特一維數(shù)據(jù)字轉(zhuǎn)化成4X4的二維碼字，然后輸入到二維陣列組裝模塊；5103)由二維陣列組裝模塊將從步驟S102得到的二維碼字以水平逐行級聯(lián)方式構(gòu)造 出二維約束陣列；5104)判斷步驟S103得到的二維約束陣列是否滿足頁面大小要求，若滿足，則進入下 一步，否則轉(zhuǎn)步驟S102 ；5105)將步驟S104產(chǎn)生的二維約束陣列輸出到二維記錄裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維游程長度受限約束的塊編解碼裝置的使用方法，其特征 在于通過解碼器實現(xiàn)解碼過程，包括以下步驟5201)從二維記錄裝置讀取二進制數(shù)據(jù)陣列，暫時存入二維數(shù)據(jù)陣列緩沖模塊；5202)從二維數(shù)據(jù)陣列緩沖模塊讀取二維數(shù)據(jù)陣列，通過二維碼字劃分模塊將二維數(shù) 據(jù)陣列按照逐行方式劃分成若干4X4 二維約束子陣列，然后輸入到一維數(shù)據(jù)字生成模塊；5203)通過一維數(shù)據(jù)字生成模塊將上述劃分后的若干4X4子陣列逐個按照一維數(shù)據(jù) 字到二維約束子陣列的編解碼規(guī)則表，譯碼出相應(yīng)的4比特一維數(shù)據(jù)字；5204)判斷是否有尚未譯碼的4X4子陣列，若有轉(zhuǎn)入步驟S203，否則將S203得到的一 維數(shù)據(jù)字按照譯碼的先后順序輸入到一維數(shù)據(jù)流組裝模塊；S205)通過一維數(shù)據(jù)流組裝模塊，將得到的一維數(shù)據(jù)字按照步驟S203產(chǎn)生的先后順序 組裝成一維數(shù)據(jù)流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述一維數(shù)據(jù)字到二維碼字的編解 碼規(guī)則表見下表
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述一維數(shù)據(jù)字到二維碼字的編解 碼規(guī)則表見下表
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二維游程長度受限約束的塊編解碼裝置和方法，本裝置包括編碼器和解碼器，編碼器包括一維數(shù)據(jù)流緩沖模塊、一維數(shù)據(jù)分段模塊、二維碼字生成模塊和二維陣列組裝模塊，上述四個模塊依次連接，最后通過其中的二維陣列組裝模塊輸出給二維數(shù)據(jù)記錄裝置；解碼器包括二維數(shù)據(jù)陣列緩沖模塊、二維碼字劃分模塊、一維數(shù)據(jù)字生成模塊、一維數(shù)據(jù)流組裝模塊，上述四個模塊依次連接，最后通過其中的一維數(shù)據(jù)流組裝模塊輸出。本發(fā)明提供的二維RLL(1，3)編碼，適用于將數(shù)據(jù)按照二維陣列形式(“頁”面方式)記錄的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。
文檔編號G11B27/031GK102129875SQ20111004353
公開日2011年7月20日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者劉繼斌 申請人:武漢紡織大學(xué)