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HINTERGRUND
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Lesen von Daten auf Speichermedien wie beispielsweise Magnetband.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Da die Speicherkapazitäten von modernen Bandkassetten immer weiter vorangetrieben werden, wird es zunehmend schwierig, Daten von Magnetband zu lesen. Kleine Schwankungen beim Herstellen oder Schwankungen von Temperatur, Feuchtigkeit oder Kopf-Band-Schnittstellen können Veränderungen im zurückgelesenen Signal verursachen, was dazu führen kann, dass herkömmliche Aufnahmekanäle beim Erkennen von Daten versagen. Moderne Bandlaufwerke sind in der Lage, mit dieser Variabilität umzugehen, indem sie anpassbar sind. Auf der Grundlage der vom Band gelesenen Signale kann der Lese-Erkennungs-Kanal des modernen Bandlaufwerks die Entzerrung (equalization) des zurückgelesenen Signals anpassen, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Er kann zudem eine Kopfasymmetrie kompensieren oder Datenerkennungsparameter modifizieren, um die Zuverlässigkeit der Erkennung zu verbessern.
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Eines der Probleme bei der vorstehend erläuterten Anpassbarkeit liegt darin, dass gelegentlich der Lese-Erkennungs-Kanal nicht zu einer optimalen Konfiguration hin konvergiert. Stattdessen kann er von einer optimalen Konfiguration divergieren, so dass Daten nicht mehr erkannt werden können. Bei ansonsten ordnungsgemäßem Medium, Kopf und Bandweg nimmt der Kanal unter Umständen eine Anpassung in einer Weise vor, durch welche die Daten nutzlos werden. Dieses Problem verschlimmert sich mit zunehmender Speicherdichte des Bandes.
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Eine Divergenz des Equalizers ist die Hauptursache einer Instabilität des Lese-Erkennungs-Kanals. In vielen Fällen kann diese Divergenz durch Festsetzen einer bestimmten Anzahl von Tap-Koeffizienten beim adaptiven Equalizer mit endlicher Impulsantwort (finite-impulse-response (FIR)) (auch als FIR-Filter bekannt) kontrolliert werden. Zum Beispiel können bei einem typischen FIR-Equalizer, der siebzehn Taps enthält, vier von siebzehn Tap-Koeffizienten festgesetzt werden. Werden die richtigen Tap-Koeffizienten festgesetzt, wird der FIR-Equalizer stabil sein, und der FIR-Equalizer wird zu einer optimalen Konfiguration konvergieren (unter der Annahme, dass die Anfangskonfiguration des FIR-Equalizers sinnvoll war). Wenn die falschen Tap-Koeffizienten festgesetzt werden, wird der FIR-Equalizer nicht konvergieren und die Entzerrung wird schließlich so schlecht, dass die gelesenen Daten nicht verwendbar sind.
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Bei den FIR-Equalizern vieler aktueller Bandlaufwerke sind vier von siebzehn benachbarten Tap-Koeffizienten fest. Bei solchen Laufwerken kann die Anfangskonfiguration (d. h. die Tap-Koeffizienten) des Equalizers mittels einer Kalibrierprozedur ermittelt werden. Der größte der siebzehn Tap-Koeffizienten kann dann festgesetzt werden. Es können zwei Tap-Koeffizienten auf einer Seite des größten Tap-Koeffizienten und ein Tap-Koeffizient auf der anderen Seite des größten Tap-Koeffizienten festgesetzt werden. Die Seite mit den zwei festen Tap-Koeffizienten wird üblicherweise so ausgewählt, dass sie in Richtung des nächstgrößten Tap-Koeffizienten der siebzehn Koeffizienten liegt. Diese Verfahrensweise hat bisher gut funktioniert. Da jedoch die Bandzeilendichten zugenommen und sich Aufnahmeeigenschaften des Speichermediums verändert haben, führt diese Verfahrensweise zunehmend zu divergenten FIR-Equalizern.
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In Hinblick auf das Vorgenannte wird eine verbesserte Verfahrensweise benötigt, um auszuwählen, welche Tap-Koeffizienten eines programmierbaren FIR-Equalizers festzusetzen sind. Idealerweise wird eine solche Verfahrensweise FIR-Equalizern ein konsistenteres Konvergieren zu einer optimalen Konfiguration erlauben, welches das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert, anstatt es zu verschlechtern.
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KURZDARSTELLUNG
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Die Erfindung wurde als Reaktion auf den derzeitigen Stand der Technik entwickelt und insbesondere als Reaktion auf die Probleme und Bedürfnisse beim Stand der Technik, die durch derzeit verfügbare Vorrichtungen und Verfahren noch nicht vollständig gelöst bzw. erfüllt sind. Dementsprechend wurde die Erfindung entwickelt, um Vorrichtungen und Verfahren bereitzustellen, um effizienter auszuwählen, welche Tap-Koeffizienten eines programmierbaren Equalizers mit endlicher Impulsantwort (FIR) festzusetzen sind. Die Merkmale und Funktionen der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und angehängten Zeichnungen vollständiger ersichtlich oder können durch Anwenden der Erfindung erfahren werden, wie hierin nachstehend dargelegt.
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In Übereinstimmung mit dem Vorhergehenden wird hierin ein Verfahren offenbart, um auszuwählen, welche Tap-Koeffizienten eines programmierbaren Equalizers mit endlicher Impulsantwort (FIR) festzusetzen sind. In einer Ausführungsform beinhaltet solch ein Verfahren ein Durchführen einer anfänglichen Kalibirierung, um einen Anfangswert für jeden Tap-Koeffizienten eines FIR-Equalizers zu ermitteln. Diese Anfangswerte können verwendet werden, um einen ersten Signalverlauf zu erzeugen. Dann wird durch das Verfahren eine Operation am ersten Signalverlauf durchgeführt, um einen zweiten Signalverlauf zu erzeugen, der mehrere Schleifen aufweist. Dann wird der zweite Signalverlauf analysiert, um eine oder mehrere Schleifen des zweiten Signalverlaufs zu ermitteln, welche die größte Fläche besitzen. Bei dem Verfahren werden dann die Koeffizienten eines oder mehrerer Taps festgesetzt, die der Schleife oder den Schleifen mit der größten Fläche am nächsten liegen.
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Eine entsprechende Vorrichtung und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt werden hierin ebenfalls offenbart und beansprucht.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Damit die Vorteile der Erfindung einfach verständlich werden, wird eine genauere Beschreibung der vorstehend kurz beschriebenen Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen gegeben, die in den angehängten Zeichnungen veranschaulicht sind. Im Verständnis, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als deren Umfang einschränkend anzusehen sind, wird die Erfindung mit zusätzlicher Genauigkeit und zusätzlichen Einzelheiten durch Verwendung der begleitenden Zeichnungen beschrieben und erläutert, in denen:
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1 ein Übersichtsblockschaubild zeigt, das ein Beispiel eines Lese-Erkennungs-Kanals für ein Bandlaufwerk zeigt;
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2 ein Übersichtsblockschaubild zeigt, das einen herkömmlichen programmierbaren Equalizer mit endlicher Impulsantwort (FIR) zeigt;
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3 ein Übersichtsblockschaubild zeigt, das einen programmierbaren FIR-Equalizer zeigt, der zu dem in 2 veranschaulichten programmierbaren FIR-Equalizer funktional gleichwertig ist;
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4 einen Ablaufplan zeigt, der eine Ausführungsform eines verbesserten Verfahrens zeigt, um auszuwählen, welche Tap-Koeffizienten eines programmierbaren Equalizers mit endlicher Impulsantwort (FIR) festzusetzen sind;
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5A eine Tabelle zeigt, die anfängliche Tap-Koeffizienten für eine erste beispielhafte FIR sowie Tap-Koeffizienten zeigt, die mithilfe eines verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung festgesetzt wurden;
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5B ein Diagramm zeigt, das einen ersten Signalverlauf, der für die erste beispielhafte FIR erzeugt wurde, und einen zweiten Signalverlauf, der eine modifizierte Version des ersten Signalverlaufs wiedergibt, zeigt;
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5C ein Diagramm zeigt, das die Stärke des in 5B veranschaulichten zweiten Signalverlaufs zeigt;
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6A eine Tabelle zeigt, die anfängliche Tap-Koeffizienten für eine zweite beispielhafte FIR sowie Tap-Koeffizienten, die mithilfe eines verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung festgesetzt wurden, zeigt;
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6B ein Diagramm zeigt, das einen ersten Signalverlauf, der für die zweite beispielhafte FIR erzeugt wurde, und einen zweiten Signalverlauf, der eine modifizierte Version des ersten Signalverlaufs wiedergibt, zeigt;
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6C ein Diagramm zeigt, das die Stärke des in 6B veranschaulichten zweiten Signalverlaufs zeigt;
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7A eine Tabelle zeigt, die anfängliche Tap-Koeffizienten für eine dritte beispielhafte FIR sowie Tap-Koeffizienten, die mithilfe eines verbesserten Verfahrens gemäß der Erfindung festgesetzt wurden, zeigt;
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7B ein Diagramm zeigt, das einen ersten Signalverlauf, der für die dritte beispielhafte FIR erzeugt wurde, und einen zweiten Signalverlauf, der eine modifizierte Version des ersten Signalverlaufs wiedergibt, zeigt; und
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7C ein Diagramm zeigt, das die Stärke des in 7B veranschaulichten zweiten Signalverlaufs zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es ist ohne Weiteres ersichtlich, dass die Komponenten der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin allgemein in den Figuren beschrieben und veranschaulicht sind, in einer Vielfalt unterschiedlicher Gestaltungen angeordnet und ausgebildet werden können. Daher ist die folgende detailliertere Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung nicht als den Umfang der beanspruchten Erfindung einschränkend aufzufassen, sondern steht lediglich stellvertretend für bestimmte Beispiele derzeit betrachteter Ausführungsformen gemäß der Erfindung. Die vorliegend beschriebenen Ausführungsformen sind am besten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich, wobei gleiche Teile durchgehend mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Wie für den Fachmann ersichtlich, kann die vorliegende Erfindung als Vorrichtung, System, Verfahren, oder Computerprogrammprodukt ausgeführt werden. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung in Form einer Hardware-Ausführungsform, einer Software-Ausführungsform (einschließlich Firmware, residente Software, Mikrocode usw.), die so eingerichtet ist, dass sie Hardware betreiben kann, oder als Software- und Hardware-Elemente kombinierende Ausführungsform realisiert werden. Jede dieser Ausführungsformen kann durch ein oder mehrere Module oder einen oder mehrere Blöcke dargestellt werden. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung in Form eines in jedem beliebigen gegenständlichen Ausbildungsmedium verkörperten Computerprogrammproduktes realisiert werden, das durch Computer verwendbaren, darauf gespeicherten Programmcode aufweist.
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Jede beliebige Kombination aus einem oder mehreren durch Computer verwendbaren oder computerlesbaren Speichermedien kann zum Speichern des Computerprogrammprodukts verwendet werden. Bei dem durch Computer verwendbaren oder computerlesbaren Speichermedium kann es sich zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, um ein System, eine Vorrichtung oder eine Einheit elektronischer, magnetischer, optischer, elektromagnetischer oder Infrarot oder Halbleiter verwendender Art handeln. Zu spezielleren Beispielen für das computerlesbare Speichermedium kann Folgendes zählen (nicht erschöpfende Liste): eine elektrische Verbindung mit einer oder mehreren Leitungen, eine transportable Computerdiskette, eine Festplatte, ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (random access memory (RAM)), ein Nur-Lese-Speicher (read-only memory (ROM)), ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read-only memory (EPROM) oder Flash-Speicher), ein Lichtwellenleiter, ein transportabler Nur-Lese-Compact-Disk-Speicher (compact disc read-only memory (CDROM)), eine optische Speichereinheit oder eine magnetische Speichereinheit. Im Kontext dieses Dokuments kann es sich bei einem durch Computer verwendbaren oder computerlesbaren Speichermedium um jedes Medium handeln, welches das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem System, der Vorrichtung oder der Einheit zur Anweisungsausführung beinhalten, speichern oder transportieren kann.
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Computerprogrammcode zum Ausführen von Operationen der vorliegenden Erfindung kann in jeder Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen einschließlich objektorientierter Programmiersprachen wie Java, Smalltalk, C++ oder ähnliche und herkömmlicher prozeduraler Programmiersprachen wie die Programmiersprache „C” oder ähnliche Programmiersprachen geschrieben sein. Computerprogrammcode zur Realisierung der Erfindung kann auch in einer maschinennahen Programmiersprache wie Assembler geschrieben sein.
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Die vorliegende Erfindung kann nachstehend unter Bezugnahme auf Abbildungen von Ablaufplänen und/oder Blockschaubilder von Verfahren, Vorrichtungen, Systemen und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sein. Es versteht sich, dass jeder Block der Abbildungen von Ablaufplänen und/oder Blockschaubilder sowie Kombinationen von Blöcken in den Abbildungen von Ablaufplänen und/oder Blockschaltbildern durch Computerprogrammanweisungen oder Code realisiert werden kann. Die Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines universellen Computers, eines zweckbestimmten Computers oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung bereitgestellt werden, um eine Maschine so zu erzeugen, dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, ein Mittel zum Realisieren der im Block oder in den Blöcken des Ablaufplans und/oder Blockschaltbildes angegebenen Funktionen/Handlungen erzeugen.
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Die Computerprogrammanweisungen können ebenfalls in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anleiten kann, auf eine bestimmte Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Speichermedium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsartikel einschließlich eines Anweisungsmittels erzeugen, welches die im Block oder in den Blöcken des Ablaufplans und/oder Blockschaubildes angegebenen Funktionen/Handlungen ausführt. Die Computerprogrammanweisungen können auch auf einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung geladen werden, um eine Reihe von auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung auszuführenden Operationsschritten hervorzurufen, um einen auf dem Computer realisierten Prozess so zu erzeugen, dass die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführten Anweisungen Prozesse zum Realisieren der im Block oder in den Blöcken des Ablaufplans und/oder Blockschaubildes angegebenen Funktionen/Handlungen bereitstellen.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Übersichtsblockschaubild veranschaulicht, das ein Beispiel eines Lese-Erkennungs-Kanals 100 für ein Bandlaufwerk zeigt. Es gibt üblicherweise sechzehn oder zweiunddreißig Lese-Erkennungs-Kanäle 100 pro Bandlaufwerk, obwohl andere Anzahlen von Kanälen möglich sind. Während eines Lesevorgangs, wird ein Bandkopf 102 üblicherweise über auf Magnetband 104 gespeicherten Daten entlanggeführt, um die gespeicherten Daten in ein analoges Signal umzuwandeln. Insbesondere wird bei einem Magnetband ein magnetoresistiver Lesekopf 102 über Daten entlanggeführt, die zuvor als Flussumkehrungen auf das Magnetband 104 geschrieben wurden. Wenn der Kopf 102 über dem Band 104 entlanggeführt wird, wandelt der Lesekopf die Flussumkehrungen in ein elektrisches Analogsignal um, das die ursprünglich auf dem Magnetband 104 gespeicherten Daten wiedergibt.
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Ein Analog-Digital-Wandler 106 (analog-to-digital converter („ADC”)) tastet das Analogsignal periodisch ab und wandelt das abgetastete Analogsignal in ein digitales Eingangssignal um und erzeugt einen digitalen Signalverlauf. Die Ausgabe des Analog-Digital-Wandlers 106 kann dann an den Equalizer mit endlicher Impulsantwort (FIR) 108 gesendet werden, um den digitalen Signalverlauf zu formen. Der digitale Signalverlauf kann dann mittels einer Detektorschnittstelle 110 an einen Detektor 112 gesendet werden. Der Detektor 112 kann den digitalen Signalverlauf in einen Binärstrom von Einsen und Nullen umwandeln, der die ursprünglich auf das Magnetband 104 geschriebenen Daten ideal wiedergibt.
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Bei Erzeugen der Binärdaten erzeugt der Detektor 112 ein Fehlersignal, das den Fehler zwischen der Equalizerausgabe und der gewünschten Detektoreingabe angibt. Dieses Fehlersignal kann an eine Engine des kleinsten quadratischen Mittels (least means square (LMS)) 116 gesendet werden, die das Fehlersignal zum Anpassen ausgewählter Tap-Koeffizienten des FIR-Equalizers 108 verwendet. Ein Eingangspuffer 114 kann verwendet werden, um das Fehlersignal zeitlich auf die vom Analog-Digital-Wandler 106 empfangene Ausgabe abzustimmen. Wie hierin nachstehend detaillierter erklärt, können in der Praxis bestimmte benachbarte Tap-Koeffizienten der FIR-Equalizers 108 festgesetzt werden, während anderen Tap-Koeffizienten als Reaktion auf das Fehlersignal ein Anpassen (d. h. ein Anpassen ihrer Werte an optimale Werte) erlaubt werden kann. Dies erlaubt es dem FIR-Equalizer 108 auf ideale Weise, stabil zu bleiben, während nach wie vor ein Anpassen an das Fehlersignal zugelassen wird. In den 2 und 3 sind zwei Beispiele für FIR-Equalizer-Schaltungen 108 veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Übersichtsblockschaubild veranschaulicht, das ein Beispiel eines herkömmlichen programmierbaren Equalizers mit endlicher Impulsantwort (FIR) 108 zeigt. Wie gezeigt, wird die Ausgabe des FIR-Equalizers 108 durch Falten seines Eingangssignals mit der Impulsantwort des FIR-Equalizers erzeugt. Die Ausgabe des FIR-Equalizers 108 stellt eine gewichtete Summe des aktuellen und einer endlichen Anzahl vorheriger Eingangswerte dar. Verzögerungseinheiten 200 (die zum Beispiel unter Verwendung von Registern realisiert werden können) können die vorherigen Eingangswerte ausgeben. Bei den Werten (H0, H1, H2, ..., Hn) handelt es sich um Tap-Koeffizienten, welche die Impulsantwort steuern.
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In der veranschaulichten Ausführungsform enthält der FIR-Equalizer 108 siebzehn Taps und zugehörige Tap-Koeffizienten. Solche FIR-Equalizer 1008 bieten allgemein ein optimales Gleichgewicht zwischen Kosten und Stabilität und werden daher bei den Lese-Erkennungs-Kanälen 100 vieler aktueller Bandlaufwerke verwendet. Mehr Taps können die Kosten des FIR-Equalizers 108 erhöhen, obwohl sie wenige zusätzliche Vorteile im Hinblick auf das Signal-Rausch-Verhältnis (signal-to-noise ratio (SNR)) bieten. Weniger Taps können die Kosten des FIR-Equalizers 108 senken, jedoch das SNR unerwünscht verringern.
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Nichtsdestoweniger ist der offenbarte FIR-Equalizer 108 nicht auf siebzehn Taps beschränkt, sondern kann bei Bedarf mehr oder weniger Taps enthalten. Des Weiteren ist die hierin offenbarte Verfahrensweise nicht auf FIR-Equalizer 108 mit siebzehn Taps beschränkt, sondern kann auch bei FIR-Equalizern 108 verwendet werden, die eine beliebige Anzahl von Taps besitzen. Ein FIR-Equalizer 108, der sich physisch vom in 2 gezeigten FIR-Equalizer 108 unterscheidet, jedoch funktional zu ihm gleichwertig ist, ist in 3 veranschaulicht.
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Um durch Schwankungen beim Herstellen, Schwankungen bei Temperatur, Feuchtigkeit und/oder durch die Kopf-Band-Schnittstelle verursachte Änderungen am zurückgelesenen Signal zu berücksichtigen, dürfen unter Umständen bestimmte Tap-Koeffizienten des FIR-Equalizers 108 variieren. Auf der Grundlage der vom Magnetband 104 gelesenen Signale kann der Lese-Erkennungs-Kanal 100 die Entzerrung des zurückgelesenen Signals durch Modifizieren der Tap-Koeffizienten anpassen. Ein Nachteil dieses Ansatzes liegt darin, dass die Tap-Koeffizienten im Falle, dass die falschen Tap-Koeffizienten variieren dürfen, auf eine Wiese variieren können, die tatsächlich das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtert. In manchen Fällen können die Tap-Koeffizienten auf eine Weise variieren, dass Daten auf dem Magnetband 104 nicht mehr erkannt werden können.
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Somit besteht ein Bedarf nach einem verbesserten Verfahren, um korrekt auszuwählen, welche Tap-Koeffizienten eines FIR-Equalizers 108 festzusetzen sind, und dadurch auch die Tap-Koeffizienten des FIR-Equalizers 108 auszuwählen, die variieren dürfen. Idealerweise wird ein solches Verfahren dem FIR-Equalizer 108 ein konsistentes Konvergieren zu einer optimalen Konfiguration ermöglichen, welches das Signal-Rausch-Verhältnis der gelesenen Daten verbessert. Eine Ausführungsform eines solchen Verfahrens wird in Verbindung mit 4 beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird eine Ausführungsform eines verbesserten Verfahrens 400 gezeigt, um auszuwählen, welche Tap-Koeffizienten eines FIR-Equalizers 108 festzusetzen sind. Wie gezeigt, beginnt das Verfahren 400 mit einem Durchführen 402 einer anfänglichen Kalibirierungsprozedur, um Anfangswerte für die Tap-Koeffizienten der FIR zu ermitteln. In gewissen Ausführungsformen wird die anfängliche Kalibrierung durchgeführt 402, indem Kalibrierungsdaten auf dem Magnetband 104 gelesen und die Tap-Koeffizienten so eingestellt werden, dass das Signal-Rausch-Verhältnis der Kalibrierungsdaten maximiert wird. In weiteren Ausführungsformen wird die anfängliche Kalibrierung durchgeführt 402, indem die Tap-Koeffizienten einfach auf vom Magnetband 104 oder einem anderen Speicherort gelesene Werte eingestellt werden.
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Nachdem die Anfangswerte für die Tap-Koeffizienten ermittelt wurden, wird für die Tap-Koeffizienten ein Upsampling mit einer Zahl x, beispielsweise acht, durchgeführt 404. Im Falle eines FIR-Equalizers 108 mit siebzehn Taps wird ein Upsampling mit acht eine Zahl von (8 × 17 = 136) Koeffizienten bereitstellen. Das Upsampling kann durch Einfügen von (x – 1) Nullen zwischen jedem FIR-Koeffizienten-Wert durchgeführt werden (mit x/2 Nullen vor H0 und (x/2) – 1 Nullen nach H16). Für ein Upsampling mit acht bei einem FIR-Equalizer 108 mit siebzehn Taps können sieben Nullen zwischen jedem FIR-Tap-Koeffizienten mit vier Nullen vor H0 und drei Nullen nach H16 eingefügt werden. Diese Koeffizienten können verwendet werden, um einen ersten Signalverlauf zu erzeugen. Der erste Signalverlauf kann dann mit einer sinc-Funktion gefaltet werden 406, um einen zweiten Signalverlauf bereitzustellen, bei dem es sich um eine modifizierte Version des ersten Signalverlaufs handelt. Eine oder mehrere Schleifen des zweiten Signalverlaufs können dann identifiziert werden 408, indem Nulldurchgänge des zweiten Signalverlaufs identifiziert werden. In gewissen Ausführungsformen wird der Betrag (d. h. die Stärke) des zweiten Signalverlaufs ermittelt, um ein Berechnen der Energie jeder Schleife zu erleichtern.
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Bei dem Verfahren 400 kann dann über jede Schleife integriert werden 410, um die Energie (d. h. Fläche) jeder Schleife zu ermitteln. In gewissen Ausführungsformen wird die Energie jeder Schleife ermittelt, indem die Höhe jeder Abtastung innerhalb der Schleife verwendet wird und diese aufsummiert werden. Eine oder mehrere benachbarte Schleifen mit der höchsten Energie können dann ausgewählt werden 412. In einer Ausführungsform können zum Beispiel zwei benachbarte Schleifen mit der höchsten Energie ausgewählt werden 412. Bei dem Verfahren 400 kann dann ermittelt werden 414, welcher Tap oder welche Taps der oder den Schleife(n) mit der höchsten Energie am nächsten liegen. Bei Anwenden der Verfahrensweise 400 auf einen FIR-Equalizer 108 mit siebzehn Taps können bei dem Verfahren 400 zum Beispiel die drei oder vier benachbarten Taps ermittelt werden 414, die der oder den Schleife(n) mit der höchsten Energie am nächsten liegen. Bei dem Verfahren 400 können dann die Koeffizienten dieser Taps festgesetzt werden 416, während es den Koeffizienten der anderen Taps erlaubt wird, zu variieren.
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Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass die vorstehend beschriebene Verfahrensweise 400 eine konsistentere Weise bereitstellt, feste Tap-Koeffizienten zu identifizieren, die zu einem stabilen (d. h. konvergierenden) FIR-Equalizer 108 führen. Einige spezielle Beispiele eines Anwendens der Verfahrensweise 400 auf derzeitige reale FIR-Equalizer 108 werden in Verbindung mit den 5A bis 7C beschrieben. Genauer zeigen die 5A bis 7C das Anwenden der Verfahrensweise 400 auf einen ersten realen FIR-Equalizer 108; die 6A bis 6C zeigen das Anwenden der Verfahrensweise 400 auf einen zweiten realen FIR-Equalizer 108; und die 7A bis 7C zeigen das Anwenden der Verfahrensweise 400 auf einen dritten realen FIR-Equalizer 108. In jedem dieser Beispiele wurden durch die Verfahrensweise 400 erfolgreich feste Tap-Koeffizienten identifiziert, die zu einem stabilen FIR-Equalizer 108 führten.
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Unter Bezugnahme auf 5A wird eine Tabelle 510 veranschaulicht, welche die anfänglichen Tap-Koeffizienten für einen ersten beispielhaften FIR-Equalizer 108 zeigt. Die anfänglichen Tap-Koeffizienten sind vertikal entlang der linken Seite der Tabelle 510 aufgeführt. Mithilfe der Verfahrensweise 400 von 4 wurde für die anfänglichen siebzehn Tap-Koeffizienten ein Upsampling mit acht durchgeführt, um 136 Koeffizienten zu erhalten. Diese 136 Koeffizienten wurden dann verwendet, um einen ersten Signalverlauf 500 zu erzeugen, wie in 5B gezeigt. Die Höhe der Spitzen des ersten Signalverlaufs 500 gibt die Höhe der in 5A aufgeführten Koeffizienten wieder. Der Abschnitt des Signalverlaufs 500 zwischen den Spitzen spiegelt die zusätzlichen Proben (d. h. Nullen) wider, die während des Upsampling-Schritts 404 erzeugt wurden.
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Wie durch die Verfahrensweise 400 weiter angegeben, wird der erste Signalverlauf mit einer sinc-Funktion gefaltet 406, um einen zweiten Signalverlauf 502 zu erzeugen, der eine modifizierte Version des ersten Signalverlaufs darstellt. Wie gezeigt, enthält der zweite Signalverlauf 502 mehrere „Schleifen”. Zum Zwecke dieser Beschreibung, ist eine „Schleife” durch einen Abschnitt eines Signalverlaufs zwischen zwei Nulldurchgängen definiert. 5C zeigt die Höhe der Schleifen des zweiten Signalverlaufs 502.
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Wie zuvor erläutert, wird bei der Verfahrensweise 400 über jede Schleife integriert, um ihre Energie zu ermitteln. Es sollte beachtet werden, dass die Integration an dem in 5B veranschaulichten zweiten Signalverlauf 502 oder dem in 5C veranschaulichten und die Höhe des zweiten Signalverlaufs 502 wiedergebenden Signalverlauf durchgeführt werden kann (für die Zwecke dieser Beschreibung werden alle der in den 5B und 5C veranschaulichten Signalverläufe als unterschiedliche Variationen des „zweiten Signalverlaufs 502” angesehen). Eine oder mehrere Schleifen mit der höchsten Energie können dann ausgewählt werden 412. In diesem Beispiel werden die zwei größten Schleifen 504a, 504b ausgewählt. Bei dem Verfahren 400 wird dann ermittelt, welcher Tap oder welche Taps den Schleifen mit der höchsten Energie am nächsten liegen. In diesem Beispiel umfassen die vier Taps, die den Schleifen 504a, 504b am nächsten liegen, die Taps 7, 8, 9 und 10. Wie in 5A gezeigt, wären unter Verwendung der in 4 beschriebenen Verfahrensweise 400 somit die Koeffizienten H7, H8, H9 und H10 fest, wie durch Fettdruck angezeigt.
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Die vorliegenden Erfinder haben den ersten realen FIR-Equalizer 108 getestet und herausgefunden, dass der FIR-Equalizer 108 für drei Sätze von vier festen Tap-Koeffizienten konvergierte (d. h. stabil war). Die drei Sätze von Koeffizienten sind in Tabelle 510 von 5A gezeigt. Genauer wurde herausgefunden, dass die Sätze [H7, H8, H9, H10], [H8, H9, H10, H11] und [H9, H10, H11, H12] jeweils einen stabilen FIR-Equalizer 108 erzeugten, wenn sie fest waren. Wie gezeigt, war einer der Sätze ([H7, H8, H9, H10]) derselbe wie der durch die Verfahrensweise 400 ermittelte. Somit bestätigte der Test die Fähigkeit der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise 400, einen korrekten Satz fester Tap-Koeffizienten für den ersten FIR-Equalizer 108 zu erzeugen.
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Unter Bezugnahme auf 6A wird eine Tabelle 610 veranschaulicht, welche die anfänglichen Tap-Koeffizienten für einen zweiten beispielhaften FIR-Equalizer 108 zeigt. Die anfänglichen Tap-Koeffizienten sind vertikal entlang der linken Seite der Tabelle 610 aufgeführt. Mithilfe der Verfahrensweise 400 von 4 wurde für die anfänglichen siebzehn Tap-Koeffizienten ein Upsampling mit acht durchgeführt, um 136 Koeffizienten zu erhalten. Die 136 Koeffizienten wurden dann verwendet, um einen ersten Signalverlauf 600 zu erzeugen, wie in 6B gezeigt. Der erste Signalverlauf 600 wurde dann mit einer sinc-Funktion gefaltet 406, um einen zweiten Signalverlauf 602 zu erzeugen, der mehrere Schleifen aufweist. Über jede Schleife wurde dann integriert, um ihre Energie (d. h. Fläche) zu ermitteln. Die zwei größten Schleifen 604a, 604b wurden ausgewählt und die vier den Schleifen 604a, 604b am nächsten liegenden Taps ermittelt. In diesem Beispiel waren die vier den Schleifen 604a, 604b am nächsten liegenden Taps die Taps 4, 5, 6 und 7. Wie in 6A gezeigt, waren somit unter Verwendung der in 4 beschriebenen Verfahrensweise 400 die Koeffizienten H4, H5, H6 und H7 fest, wie durch Fettdruck angezeigt.
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Die vorliegenden Erfinder haben den zweiten realen FIR-Equalizer 108 getestet und herausgefunden, dass der FIR-Equalizer 108 unter Verwendung von drei unterschiedlichen Sätzen von vier festen Tap-Koeffizienten konvergierte (d. h. stabil war). Die drei Sätze von Tap-Koeffizienten sind in der Tabelle 610 von 6A gezeigt. Genauer wurde herausgefunden, dass die Sätze [H4, H5, H6, H7], [H5, H6, H7, H8] und [H6, H7, H8, H9] jeweils einen stabilen FIR-Equalizer 108 erzeugten. Wie gezeigt, war einer der Sätze ([H4, H5, H6, H7]) derselbe wie der durch die Verfahrensweise 400 ermittelte. Somit bestätigte der Test die Fähigkeit der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise 400, einen korrekten Satz fester Tap-Koeffizienten für den zweiten beispielhaften FIR-Equalizer 108 zu erzeugen.
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Unter Bezugnahme auf 7A wird eine Tabelle 710 veranschaulicht, welche die anfänglichen Tap-Koeffizienten für einen dritten beispielhaften FIR-Equalizer 108 zeigt. Die anfänglichen Tap-Koeffizienten sind vertikal entlang der linken Seite der Tabelle 710 aufgeführt. Mithilfe der Verfahrensweise 400 von 4 wurde für die anfänglichen siebzehn Tap-Koeffizienten ein Upsampling mit acht durchgeführt, um 136 Koeffizienten zu erhalten. Die 136 Koeffizienten wurden dann verwendet, um einen ersten Signalverlauf 700 zu erzeugen, wie in 7B gezeigt. Der erste Signalverlauf 700 wurde dann mit einer sinc-Funktion gefaltet 406, um einen zweiten Signalverlauf 702 zu erzeugen, der mehrere Schleifen aufweist. Über jede Schleife wurde dann integriert, um ihre Energie (d. h. Fläche) zu ermitteln. Die zwei größten Schleifen 704a, 704b wurden ausgewählt und die vier den größten Schleifen 704a, 704b am nächsten liegenden Taps ermittelt. In diesem Beispiel waren die vier Taps, die den Schleifen 704a, 704b am nächsten lagen, die Taps 2, 3, 4 und 5. Wie in 7A gezeigt, waren somit unter Verwendung der in 4 beschriebenen Verfahrensweise 400 die Koeffizienten H2, H3, H4 und H5 fest, wie durch Fettdruck angezeigt.
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Die vorliegenden Erfinder haben den dritten realen FIR-Equalizer 108 getestet und herausgefunden, dass der FIR-Equalizer 108 unter Verwendung von drei unterschiedlichen Sätzen von vier festen Tap-Koeffizienten konvergierte (d. h. stabil war). Die drei Sätze von Tap-Koeffizienten sind in der Tabelle 710 von 7A gezeigt. Genauer wurde herausgefunden, dass die Sätze [H2, H3, H4, H5], [H3, H4, H5, H6] und [H4, H5, H6, H7] jeweils den FIR-Equalizer 108 stabilisierten. Wie gezeigt, war einer der Sätze ([H2, H3, H4, H5]) derselbe wie der durch die Verfahrensweise 400 ermittelte. Somit bestätigte auch dieser Test die Fähigkeit der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise 400, einen korrekten Satz fester Tap-Koeffizienten für den dritten beispielhaften FIR-Equalizer 108 auszuwählen.
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Es sollte beachtet werden, dass verschiedene Variationen der auf die 5A bis 7C bezogenen Verfahrensweise 400 möglich sind. Zum Beispiel kann die Anzahl ausgewählter Schleifen und die Anzahl für die Schleifen ausgewählter fester Tap-Koeffizienten in unterschiedlichen Ausführungsformen der Verfahrensweise 400 variieren. In einer alternativen Ausführungsform wird zum Beispiel durch die Verfahrensweise 400 die einzige größte Schleife ermittelt und die Koeffizienten der nächsten drei oder vier Taps in Hinblick auf die einzige größte Schleife festgesetzt. In einer weiteren Ausführungsform werden mehr als zwei benachbarte größte Schleifen ermittelt und die Koeffizienten eines Tap oder einer Gruppe von Taps, die der Gruppe der größten Schleifen am nächsten liegen, festgesetzt. Weitere Variationen sind möglich und liegen innerhalb des Umfangs der Erfindung.
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Die Ablaufpläne und/oder Blockschaubilder in den Figuren veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und die Arbeitsweise möglicher Realisierungen von Systemen, Verfahren und durch Computern verwendbaren Speichermedien gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Ablaufplänen und/oder Blockschaubildern für ein Modul, ein Segment oder einen Codeabschnitt stehen, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Realisieren der angegebenen logischen Funktion(en) aufweist. Es sollte zudem angemerkt werden, dass bei einigen alternativen Realisierungen die im Block angegebenen Funktionen in anderer Reihenfolge als der in den Figuren angegebenen auftreten können. Zum Beispiel können zwei aufeinander folgend abgebildete Blöcke abhängig von der betreffenden Funktionalität tatsächlich in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Es wird ebenfalls angemerkt, dass jeder Block der Blockschaubilder und/oder Abbildungen von Ablaufplänen sowie Kombinationen von Blöcken in den Blockschaubildern und/oder Abbildungen von Ablaufplänen durch zweckbestimmte hardwaregestützte Systeme oder Kombinationen von zweckbestimmter Hardware und Computeranweisungen realisiert werden können, welche die angegebenen Funktionen oder Handlungen durchführen.
