符号化装置、及び復号装置
【課題】 比較的簡易な回路により、より長いビット長のデータをディスク装置にとって好適に符号化できる符号化装置、及び当該符号化装置により符号化されたデータを復号する復号装置を提供する。
【解決手段】 長さＭの符号列に基づいて、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列を生成する符号化器５２、入力される長さＮの符号列のうち、（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号を取り除いて、長さＭの符号列を生成し、符号化器５２に出力する前処理器５１、及び、前処理器５１によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、符号化器５２から出力される長さＭ＋１の変換符号列上で、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成して出力する後処理器５３、を含む符号化装置である。
【解決手段】 長さＭの符号列に基づいて、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列を生成する符号化器５２、入力される長さＮの符号列のうち、（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号を取り除いて、長さＭの符号列を生成し、符号化器５２に出力する前処理器５１、及び、前処理器５１によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、符号化器５２から出力される長さＭ＋１の変換符号列上で、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成して出力する後処理器５３、を含む符号化装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク等の記憶デバイスで用いられる符号化装置及び復号装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビタビ符号化と、パーシャルレスポンス（ＰＲ）チャネルとを組み合わせる、いわゆるＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式が、磁気ディスク等における記録再生処理において広く用いられている。
【０００３】
例えば、再生回路を伝送路とした場合の伝達関数は、パーシャルレスポンスクラス４（ＰＲ４）として知られるもの等が用いられる。ここでＰＲ４は、Ｄを遅延演算子として、Ｇ（Ｄ）＝（１−Ｄ）（１＋Ｄ）で示される。さらに、高密度記録に対してはより高次のＧ（Ｄ）＝（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＾２で表される拡張パーシャルレスポンスクラス４（EPR4）やＧ（Ｄ）＝（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＾３という、拡張EPR4、Ｇ（Ｄ）＝（１−Ｄ）＾２（５＋４Ｄ＋２Ｄ＾２）のMEEPR4（Modified Extended EPR4）などが適することが知られている。なお、Ａ＾Ｂは、ＡをＢ乗することを意味する。
【０００４】
ここで示したように、磁気記録においては、２進符号が、３値、５値、あるいは７値の信号に変換され、これらの３値、５値あるいは７値の信号系列から「１」または「０」の符号語からなる２進符号を生成するようにビタビ復号される。
【０００５】
磁気ディスク装置においては、磁気記録媒体上を移動する磁気ヘッドによって、磁気記録媒体から読出された再生信号に基づき、このＰＲＭＬ方式によって、記録されているデータを再生するとともに、データのサンプリング・タイミングも、この再生信号から得るようにしている。
【０００６】
この場合、一定のデータビット長以上「０」に相当する符号が継続していると、再生信号である電圧信号が「０Ｖ」近傍で停滞し、サンプリング・タイミングを抽出することが困難となる。
【０００７】
そこで磁気ディスク装置では、符号語「０」のランレングスが一定数以下の符号に変換して記録するのが一般的である。このような符号として８／９ＧＣＲ符号あるいは１６／１７ＧＣＲ符号が従来から広く知られている。しかしながらビタビ復号では、記録符号が持つ符号間の距離によって復号誤り率が定まる。そこで符号語のランレングスが短く、しかも符号間の距離の大きい符号を構成することが好ましい。この点、上記ＧＣＲ符号では好適な符号とはいえない。
【０００８】
一般に、符号語のランレングスを短くするとともに、符号間の距離を大きくした符号の構成は困難であるが、従来、符号化の対象データのビット長が１６で、符号化結果のビット長が１７となり、符号語「１」の最大連続長が３、符号語「０」の最大連続長が１０となる符号の構成は見いだされている。この符号は、１６／１７ＱＭＴＲ（Quasi-Maximum Transition Run）符号と呼ばれる（例えば特許文献１）。
【０００９】
この１６／１７ＱＭＴＲを利用するディスク装置では、記録の対象となるデータに、誤り訂正符号を付し、次に誤り訂正符号を含む符号列を、１６ビット長ごとに分割し、分割して得られた１６ビット長の符号列のそれぞれを１６／１７ＱＭＴＲ符号化して１７ビット長の符号化データを得て、この符号化データを記録することになる。
【特許文献１】特開平１１−２４３３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、ディスク装置の性能向上のためには、符号化データのもととなるデータのビット長をなるべく長くして、一度に取り扱うデータの量を増大させることが好ましい。しかしながら、既に述べたように、例えば２０ビット長のデータを、２１ビット長のデータに符号化する、２０／２１ＱＭＴＲ符号を構成することは、一般に極めて困難である。また、仮にそのような符号が構成できたとしても、回路規模が大きくなることが予想され、２０／２１ＱＭＴＲ符号等のより長いビット長のデータを好適に符号化する回路の設計は、現実的とはいえない。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、比較的簡易な回路により、より長いビット長のデータをディスク装置にとって好適に符号化できる符号化装置、及び当該符号化装置により符号化されたデータを復号する復号装置を提供することを、その目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、符号化装置であって、長さＭの符号列に基づいて、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列を生成する符号化器、入力される長さＮの符号列のうち、（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号を取り除いて、長さＭの符号列を生成し、前記符号化器に出力する前処理器、及び、前記前処理器によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、前記符号化器から出力される長さＭ＋１の変換符号列上で、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成して出力する後処理器、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態の符号化装置及び復号装置は、ディスク装置に内蔵される。具体的な例として、本実施の形態の符号化装置及び復号装置を含むディスク装置は、図１に示すように、ディスク媒体１、ヘッドアセンブリ２、ヘッド制御部３、読み書き（ＲＷ）部４、及び制御部５を含んで構成されている。図１は、ディスク装置の概要を表す構成図である。
【００１４】
ここでヘッドアセンブリ２は、磁気ヘッドを含み、ディスク媒体１の表面上を相対移動しながらディスク媒体１に対してアクセスを行い、情報を磁気的に記録・再生（読み書き）する。
【００１５】
ヘッド制御部３は、ヘッドアセンブリ２を制御し、磁気ヘッド部をディスク媒体１上で移動させる。
【００１６】
ＲＷ部４は、制御部５から入力される信号を符号化して、符号化後の情報を電気信号として、ヘッドアセンブリ２の磁気ヘッドに出力する。また、このＲＷ部４は、磁気ヘッドから入力される電気信号に基づいて記録されている情報を復号し、復号の結果を制御部５に出力する。ここでは、このＲＷ部４が、本実施の形態の符号化装置及び復号装置を含む。このＲＷ部４における具体的な処理の内容については後に詳しく述べる。
【００１７】
制御部５は、例えばマイクロプロセッサであり、図示しない記憶装置に格納されているプログラムに従って動作している。この制御部５は、ディスク装置のホストとなったコンピュータから、記録の対象となる情報の入力を受けて、ＲＷ部４に当該情報を出力する。また、ホストとなったコンピュータからディスク媒体１に記録された情報を読み出す指示を受けると、当該指示に係る情報の記録位置まで磁気ヘッドを移動させるよう、ヘッド制御部３に指示を出力し、その後ＲＷ部４が出力する復号結果の信号をコンピュータ側に出力する。
【００１８】
つまり、このディスク装置は、ホストとなるコンピュータに接続され、当該コンピュータ側から情報の記録指示を受けると、制御部５が当該指示に従って、記録の対象となる情報をＲＷ部４に出力し、ＲＷ部４が当該情報を符号化し、電気信号を生成して出力し、ヘッドアセンブリ２の磁気ヘッドが当該電気信号を磁気信号に変換し、ディスク媒体１を磁化して情報を記録する。
【００１９】
また、ホストとなったコンピュータからディスク媒体１上に記録された情報の読取指示を受けると、制御部５が当該指示に従って、読取の対象となる情報の記録位置まで磁気ヘッドを移動させるよう、ヘッド制御部３に指示を出力する。ヘッド制御部３はヘッドアセンブリ２を制御して、磁気ヘッド部をディスク媒体１上の上記記録位置まで移動させる。磁気ヘッド部が当該記録位置から読み取った情報は、ＲＷ部４に出力され、ＲＷ部４が当該情報を復号して制御部５に出力する。制御部５は、当該復号された情報をホストとなったコンピュータに出力する。
【００２０】
ここで、本実施の形態の符号化装置及び復号装置を実現するＲＷ部４の動作について説明する。ＲＷ部４は、プログラムを実行するＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて実現でき、機能的には図２に示すように、前処理符号化部４１と、誤り訂正符号化部４２と、誤り訂正復号部４３と、後処理復号部４４とを含んで構成される。
【００２１】
前処理符号化部４１は、さらに、図３に示すように、前処理器５１と、符号化器５２と、後処理器５３とを含んで構成されている。後処理復号部４４は、さらに、図４に示すように、分離器５５と、第一段復号器５６と、第二段復号器５７とを含んで構成されている。
【００２２】
前処理符号化部４１の前処理器５１は、入力される符号を所定の長さＮごとに区切って、処理対象とする。そして、当該処理対象となった長さＮの符号列のうち、（Ｎ−Ｍ）個（Ｍ＜Ｎ）の所定位置の符号を取り除いて、長さＭの符号列を生成し、符号化器５２に出力する。
【００２３】
符号化器５２は、従来から利用されているＭ／（Ｍ＋１）ＱＭＴＲ符号化回路、例えば１６／１７ＱＭＴＲ符号化回路である。この符号化器５２は、前処理器５１から入力される長さＭの符号列を、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列に変換する。
【００２４】
後処理器５３は、前処理器５１によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、符号化器５２から出力される長さＭ＋１の変換符号列上で、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成して出力する。このとき、後処理器５３は、長さＮ＋１の出力符号列に、さらに誤り訂正符号を付してもよい。
【００２５】
この前処理符号化部４１の具体的な処理の流れを図５を参照しながら説明する。ここでＮ＝２０ビット、Ｍ＝１６ビットとする。前処理符号化部４１は、入力される符号列を長さＮ（ここでは２０ビット）ごとに分割する。そして分割して得られた２０ビットの符号（図５最上段（Ａ）の「０」から「１９」までの２０ビット）のうち、予め定めた（Ｎ−Ｍ）個、つまりここでは２０−１６＝４個の符号を除いた、１６ビットの長さの符号について、１６／１７ＱＭＴＲの符号化処理を行って、図５の中段（Ｂ）に示した、長さ１７ビットの符号列（「０′」から「１６′」）を生成する。
【００２６】
次に、この１７ビットの符号列上の所定（Ｎ−Ｍ）箇所の差し込み位置に、取り除いた（Ｎ−Ｍ）個の符号を差し込む。例えば、符号列の符号「４′」の直後、「８′」の直後、「１２′」の直後、「１６′」の直後と差し込み位置を定める場合は、図５最下段（Ｃ）のような符号列が生成される。前処理符号化部４１は、この符号列を誤り訂正符号化部４２に出力する。
【００２７】
この差し込み位置は、差し込まれる符号間の距離が所定の値以上となるよう定めておいてもよい。符号化器５２において符号語「１」の最大連続長が３となっているとき、差し込み位置間の距離がこの最大連続長（符号語の一つに係る最大連続長）より大（差し込まれる符号間の距離が「３」より大）となっていれば、差し込み後の符号列において、符号語「１」の最大連続長を３＋１＝４に抑制できる。
【００２８】
つまり、この前処理符号化部４１は、２０／２１ＭＴＲ（Maximum Transition Run）符号化器として動作することとなる。
【００２９】
前処理符号化部４１は、この処理を、分割により得た長さＮの符号列の各々について行い、それぞれを符号化して得た、長さＮ＋１の符号列に、それぞれ誤り訂正符号を付して順次出力する。
【００３０】
誤り訂正符号化部４２は、前処理符号化部４１が順次出力する符号列を連接し、誤り訂正符号化して出力する。
【００３１】
また、ＲＷ部４の誤り訂正復号部４３は、磁気ヘッドにて読み取られた電気信号に対して、ＰＲＭＬ処理及び誤り訂正復号処理を実行し、復号後の情報を出力する。この誤り訂正復号部４３の出力する情報は、前処理符号化部４１が出力した符号列を連接したものとなっている。
【００３２】
後処理復号部４４の分離器５５は、誤り訂正復号部４３が出力する符号列を、前処理符号化部４１にて出力される、長さＮ＋１の符号列に分割する。そして、分割して得た、長さＮ＋１の符号列から、予め規定された（Ｎ−Ｍ）箇所の差し込み位置の符号を取り除いて、長さＭ＋１の符号列を出力する。ここでの差し込み位置は、前処理符号化部４１の後処理部５３の差し込み位置に対応する位置である。
【００３３】
第一段復号器５６は、分離器５５が出力する長さＭ＋１の符号列に対して、Ｍ／（Ｍ＋１）ＱＭＴＲの符号化に対応する復号処理を行い、長さＭの符号列を生成して出力する。第二段復号器５７は、分離器５４にて取り除かれた（Ｎ−Ｍ）箇所の符号の各々を、第一段復号器５６が出力する、長さＭの符号列の所定の（Ｎ−Ｍ）個の位置に差し込む。この第二段復号器５７の差し込み位置は、前処理符号化部４１の前処理部５１の差し込み位置に対応する位置である。
【００３４】
具体的な例として、この後処理復号部４４の動作について、図６を参照しながら説明する。図６の最上段（Ａ）に示すように、この後処理復号部４４に入力される符号列は、前処理符号化部４１によって生成された長さＮ＋１の符号列（図５最下段（Ｃ）参照）に相当するものである。ここでは、既に用いた例に従い、Ｎ＝２０、Ｍ＝１６とする。
【００３５】
後処理復号部４４は、前処理符号化部４１の後処理器５３において、符号が差し込まれた位置（ここでは４箇所）に対応する符号を取り除き、長さ１７ビットの符号列を生成し、１６／１７ＱＭＴＲ符号化に対応する復号処理を行う。そして、図６の中段（Ｂ）に示すように、長さ１６ビットの符号列を得る。
【００３６】
後処理復号部４４は、さらに、この長さ１６ビットの符号列の所定位置に、取り除いた４個の符号を差し込む。この差し込み位置は、前処理符号化部４１の前処理器５１の差し込み位置（図５の例では、符号列の末尾）である。後処理復号部４４は、この差し込み後の、２０ビットの符号列を再生符号列として出力する（図６の再下段（Ｃ））。
【００３７】
本実施の形態によると、既に設計して利用されている１６／１７ＱＭＴＲ符号化回路等を用いて、より符号長の長い符号列を、符号化できるようになる。これにより、比較的簡易な回路により、より長いビット長のデータをディスク装置にとって好適に符号化できる。
【００３８】
なお、従来例では、符号語の連続長を制限する符号化（ＲＬＬ符号化）であるＱＭＴＲ符号化を、誤り訂正符号を付した後で行っている。このため、再生信号に生じた誤りがＱＭＴＲ符号化に対応する復号（ＲＬＬ復号）の際に、より広範囲に伝播し、誤りを拡大させることがあった。本実施の形態では、符号語の連続長を制限する符号化（ＲＬＬ符号化）であるＱＭＴＲ符号化を、誤り訂正符号を付する前に行っていることで、ＱＭＴＲ符号化に対応する復号（ＲＬＬ復号）の際にエラーが伝播することを防止できる。
【００３９】
さらに、ここで前処理符号化部４１は、出力する符号列の末尾を参照し、それがカタストロフ系列（「・・・１１００１１００・・・」を繰り返す系列）の一部に該当する場合は、カタストロフ系列を除去する処理をさらに行ってもよい。例えば、上記カタストロフ系列の一部に該当する部分の符号パターンを、使用されていないパターンに切り替えて符号化するなどの処理を行うことでカタストロフ系列を除去できる。
【００４０】
さらに本実施の形態の前処理符号化部４１での処理は、上述の処理に限られない。例えば後処理器５３における符号の差込位置は、図５に示すように、１６／１７ＱＭＴＲ符号化結果の先頭から９ビット目（「８′」）に引き続く位置に、複数配置してもよい。例えば、前処理器５１において取り除かれた符号が４つである場合、それらを１６／１７ＱＭＴＲ符号化結果の先頭から１０ビット目から１３ビット目までに続けて配置してもよい（図７の上段（Ａ）を参照）。また、例えば、前処理器５１において取り除かれた４つの符号のうち３つを１６／１７ＱＭＴＲ符号化結果の先頭から１０ビット目から１２ビット目までに続けて配置し、残る１つを１６／１７ＱＭＴＲ符号化結果の末尾に連接してもよい（図７の下段（Ｃ）を参照）。
【００４１】
この例のように、差込位置を互いに隣接した部分に配置する場合、あるいは、ＱＭＴＲ符号化結果の先頭ないし末尾に連接する場合には、前処理符号化部４１は、次の処理を行う。
【００４２】
すなわち、前処理符号化部４１では、当該差込位置を含み、長さがＬとなっている、所定範囲の符号列部分を再符号化対象部分として予め定めておく。図７の上段の例では、例えば先頭から６ビット目から、１６ビット目までの、長さ１１ビットの部分（Ｘ）が再符号化対象部分となる。
【００４３】
前処理符号化部４１は、この再符号化対象部分を取り出し、当該再符号化対象部分に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長（ランレングス）を制限する再符号化処理を行う。
【００４４】
ここで再符号化処理は、符号列部分の長さを変えないで、長さＬの変換部分符号列を生成す処理であるとする。この符号化の処理は、広く知られているものを利用できる。そして、前処理符号化部４１は、当該生成した変換部分符号列で、元の符号列部分（再符号化対象部分の符号列）を置き換えて、出力する。
【００４５】
なお、ＱＭＴＲ符号化結果の先頭ないし末尾に、差込位置を配置した場合は、次のようにする。すなわち、ＱＭＴＲ符号化結果の先頭に差込位置を配置した場合は、後処理器５３が一つ前に出力した符号列の末尾部分と、今回出力する符号列の先頭部分とに跨がる、長さＬの符号列部分を、再符号化対象部分として取り出して、上記再符号化処理を行い、再符号化処理結果で、当該再符号化対象部分を置き換える。
【００４６】
また、ＱＭＴＲ符号化結果の末尾に差込位置を配置した場合は、後処理器５３が今回出力する符号列の末尾部分と、次に出力する符号列の先頭部分とに跨がる、長さＬの符号列部分を、再符号化対象部分として取り出して、上記再符号化処理を行い、再符号化処理結果で、当該再符号化対象部分を置き換える。図７の例では、末尾の１７ビット目以降、次の符号列の５ビット目までの１０ビット分を再符号化対象部分として（不図示）、当該再符号化対象部分に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長（ランレングス）を制限する再符号化処理を行う。
【００４７】
このように符号化した場合、復号の処理においては、後処理復号部４４の分離器５５が、誤り訂正復号部４３が出力する符号列を、前処理符号化部４１にて出力される、長さＮ＋１の符号列に分割する。
【００４８】
そして分離器５５は、分割して得られる長さＮ＋１の各符号列の、予め規定された再符号化対象部分について、再符号化処理に対応する復号処理を行い、当該復号処理の結果で、再符号化対象部分を置き換える。
【００４９】
次に分離器５５は、分離して得られた長さＮ＋１の各符号列について、予め規定された差込位置の符号を取り除いて、長さＭ＋１の符号列を出力する。ここでの差し込み位置は、前処理符号化部４１の後処理器５３の差し込み位置に対応する位置である。そして以下は、上述の第一、第二復号器５６，５７の処理を行う。
【００５０】
さらに本実施の形態の前処理符号化部４１での処理は、１６／１７ＱＭＴＲ符号化を利用した２０／２１ＭＴＲ符号化器として動作するだけでなく、２４／２５ＱＭＴＲ符号化器を用いて、３０／３１ＭＴＲを実現してもよい。すなわち、前処理器５１において長さ３０ビットの符号列の末尾６ビットを除去し、残り２４ビットの符号列を２４／２５ＱＭＴＲ符号化して２５ビットの符号列を得る。そして、この２５ビットの符号列の所定差込位置に６ビットの符号を差し込んで、３１ビットの符号列を生成してもよい。
【００５１】
この場合、差込位置として４の倍数に相当する位置としてもよいし、次のようにしてもよい。すなわち、２４／２５ＱＭＴＲ符号化においては、符号語「０」，「１」の最大連続長（ランレングス）が先頭からビットごとに図８に示すようになっている。図８は例えば、０ビット目から「１」が始まる場合は、その最大連続長が２となり、０ビット目が「０」で１ビット目が「１」の場合は、この「１」の最大連続長が４となる。
【００５２】
そこで、この変換符号列の性状に関連して、差込位置が図９に示すように、（Ａ）から（Ｆ）までの６種類考えられる。なお、図９の（Ａ）から（Ｆ）の数列は、符号語「１」の最大連続長を意味している。すなわち、図９から理解されるように、これら６通りの差込位置のいずれかとすれば、符号語「１」の最大連続長を６以下に抑制できる。さらに「１」の最大連続長が６となる箇所を１箇所に抑えることができる。
【００５３】
前処理符号化部４１の後処理器５３は、これら６通りの差込位置を規定する情報を保持し、当該差込位置の規定のうちから一種類の規定を選択する。そして当該選択した規定に基づいて、前処理器５１にて取り除かれた符号を、変換符号列に差し込む。ここで規定の選択は、事前に設定された種類の規定を選択することとすればよい。
【００５４】
さらに、誤り訂正符号化部４２は、生成した符号列に誤り訂正符号とともにパリティを付して出力してもよい。これにより、発生した誤りに対して局所的な訂正を可能として、復号性能を向上できる。この方法の具体的な手法については、IEEE Transactions on Magnetics, vol.34, No.4, July 1998 Thomas Conway, "A New Target Response with Parity Coding for High Density Magnetic Recording Channels"に開示がある。
【００５５】
なお、ここでは入力される符号列について、所定長（例えば５１２バイト）分のユーザデータと（ＣＲＣＣ等の）付加情報とのセットからなる記録処理の単位について、誤り訂正符号を付加することを前提としているが、記録処理の単位の整数倍の長さの情報ごとに誤り訂正符号を付加してもよい。つまり、記録の対象となる情報に対して上記ＱＴＭＲ符号化を行うとともに、記録の対象となる情報の所定単位サイズ（上記記録処理の単位）の整数倍の情報に対して誤り訂正符号を付加するようにしてもよい。
【００５６】
例えば、５１２バイト分（及び付加情報長）を記録処理の単位としている場合、その８倍である、４キロバイト分のユーザデータと付加情報との単位について、誤り訂正符号を付してもよい。さらに、この４キロバイト分のユーザデータをインターリーブして得た、１キロバイト長、または２キロバイト長などの長さのデータについて誤り訂正符号を付してもよい。ここでインターリーブとは、図１０に示すように、元の符号列を、例えば複数ｎ個の符号列に分割するにあたり、元の符号列上のｉ番目の符号について、（ｉ−１）をｎで除した余りｒに対応するｒ＋１番目の符号列に振り分ける処理である。図１０では、４キロバイト分のデータを、４つの１キロバイト分のデータに振り分ける例を示しており、１番目のデータは、（１−１）＝０を、ｎ＝４で除した余りｒ＝１に対応する、ｒ＋１＝１番目の符号列に、以下同様に、２番目のデータは２番目の符号列に・・・と振り分けて行き、５番目のデータが再び１番目の符号列に振り分けられるようになっている。
【００５７】
本実施の形態の符号化装置・復号装置は、ディスク装置として、面内磁気記録型のディスク装置や垂直磁気記録型のディスク装置のどちらにでも適用できる。また磁気を利用したディスク装置に限らず、光磁気ディスク等にも適用できる。本実施の形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスク装置の概要を表す構成ブロック図である。
【図２】リードライト部の機能ブロック図である。
【図３】前処理符号化部の機能ブロック図である。
【図４】後処理復号部の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る符号化装置の動作例を表す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る復号装置の動作例を表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る符号化装置の別の動作例を表す説明図である。
【図８】２４／２５ＱＭＴＲ符号化のランレングスの例を表す説明図である。
【図９】２４／２５ＱＭＴＲ符号化を利用した場合の差込位置の例を表す説明図である。
【図１０】インターリーブの例を表す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ ディスク媒体、２ ヘッドアセンブリ、３ ヘッド制御部、４ 読み書き部、５ 制御部、４１ 前処理符号化部、４２ 誤り訂正符号化部、４３ 誤り訂正復号部、４４ 後処理復号部、５１ 前処理器、５２ 符号化器、５３ 後処理器、５５ 分離器、５６ 第一段復号器、５７ 第二段復号器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク等の記憶デバイスで用いられる符号化装置及び復号装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビタビ符号化と、パーシャルレスポンス（ＰＲ）チャネルとを組み合わせる、いわゆるＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式が、磁気ディスク等における記録再生処理において広く用いられている。
【０００３】
例えば、再生回路を伝送路とした場合の伝達関数は、パーシャルレスポンスクラス４（ＰＲ４）として知られるもの等が用いられる。ここでＰＲ４は、Ｄを遅延演算子として、Ｇ（Ｄ）＝（１−Ｄ）（１＋Ｄ）で示される。さらに、高密度記録に対してはより高次のＧ（Ｄ）＝（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＾２で表される拡張パーシャルレスポンスクラス４（EPR4）やＧ（Ｄ）＝（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＾３という、拡張EPR4、Ｇ（Ｄ）＝（１−Ｄ）＾２（５＋４Ｄ＋２Ｄ＾２）のMEEPR4（Modified Extended EPR4）などが適することが知られている。なお、Ａ＾Ｂは、ＡをＢ乗することを意味する。
【０００４】
ここで示したように、磁気記録においては、２進符号が、３値、５値、あるいは７値の信号に変換され、これらの３値、５値あるいは７値の信号系列から「１」または「０」の符号語からなる２進符号を生成するようにビタビ復号される。
【０００５】
磁気ディスク装置においては、磁気記録媒体上を移動する磁気ヘッドによって、磁気記録媒体から読出された再生信号に基づき、このＰＲＭＬ方式によって、記録されているデータを再生するとともに、データのサンプリング・タイミングも、この再生信号から得るようにしている。
【０００６】
この場合、一定のデータビット長以上「０」に相当する符号が継続していると、再生信号である電圧信号が「０Ｖ」近傍で停滞し、サンプリング・タイミングを抽出することが困難となる。
【０００７】
そこで磁気ディスク装置では、符号語「０」のランレングスが一定数以下の符号に変換して記録するのが一般的である。このような符号として８／９ＧＣＲ符号あるいは１６／１７ＧＣＲ符号が従来から広く知られている。しかしながらビタビ復号では、記録符号が持つ符号間の距離によって復号誤り率が定まる。そこで符号語のランレングスが短く、しかも符号間の距離の大きい符号を構成することが好ましい。この点、上記ＧＣＲ符号では好適な符号とはいえない。
【０００８】
一般に、符号語のランレングスを短くするとともに、符号間の距離を大きくした符号の構成は困難であるが、従来、符号化の対象データのビット長が１６で、符号化結果のビット長が１７となり、符号語「１」の最大連続長が３、符号語「０」の最大連続長が１０となる符号の構成は見いだされている。この符号は、１６／１７ＱＭＴＲ（Quasi-Maximum Transition Run）符号と呼ばれる（例えば特許文献１）。
【０００９】
この１６／１７ＱＭＴＲを利用するディスク装置では、記録の対象となるデータに、誤り訂正符号を付し、次に誤り訂正符号を含む符号列を、１６ビット長ごとに分割し、分割して得られた１６ビット長の符号列のそれぞれを１６／１７ＱＭＴＲ符号化して１７ビット長の符号化データを得て、この符号化データを記録することになる。
【特許文献１】特開平１１−２４３３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一方、ディスク装置の性能向上のためには、符号化データのもととなるデータのビット長をなるべく長くして、一度に取り扱うデータの量を増大させることが好ましい。しかしながら、既に述べたように、例えば２０ビット長のデータを、２１ビット長のデータに符号化する、２０／２１ＱＭＴＲ符号を構成することは、一般に極めて困難である。また、仮にそのような符号が構成できたとしても、回路規模が大きくなることが予想され、２０／２１ＱＭＴＲ符号等のより長いビット長のデータを好適に符号化する回路の設計は、現実的とはいえない。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、比較的簡易な回路により、より長いビット長のデータをディスク装置にとって好適に符号化できる符号化装置、及び当該符号化装置により符号化されたデータを復号する復号装置を提供することを、その目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、符号化装置であって、長さＭの符号列に基づいて、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列を生成する符号化器、入力される長さＮの符号列のうち、（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号を取り除いて、長さＭの符号列を生成し、前記符号化器に出力する前処理器、及び、前記前処理器によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、前記符号化器から出力される長さＭ＋１の変換符号列上で、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成して出力する後処理器、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態の符号化装置及び復号装置は、ディスク装置に内蔵される。具体的な例として、本実施の形態の符号化装置及び復号装置を含むディスク装置は、図１に示すように、ディスク媒体１、ヘッドアセンブリ２、ヘッド制御部３、読み書き（ＲＷ）部４、及び制御部５を含んで構成されている。図１は、ディスク装置の概要を表す構成図である。
【００１４】
ここでヘッドアセンブリ２は、磁気ヘッドを含み、ディスク媒体１の表面上を相対移動しながらディスク媒体１に対してアクセスを行い、情報を磁気的に記録・再生（読み書き）する。
【００１５】
ヘッド制御部３は、ヘッドアセンブリ２を制御し、磁気ヘッド部をディスク媒体１上で移動させる。
【００１６】
ＲＷ部４は、制御部５から入力される信号を符号化して、符号化後の情報を電気信号として、ヘッドアセンブリ２の磁気ヘッドに出力する。また、このＲＷ部４は、磁気ヘッドから入力される電気信号に基づいて記録されている情報を復号し、復号の結果を制御部５に出力する。ここでは、このＲＷ部４が、本実施の形態の符号化装置及び復号装置を含む。このＲＷ部４における具体的な処理の内容については後に詳しく述べる。
【００１７】
制御部５は、例えばマイクロプロセッサであり、図示しない記憶装置に格納されているプログラムに従って動作している。この制御部５は、ディスク装置のホストとなったコンピュータから、記録の対象となる情報の入力を受けて、ＲＷ部４に当該情報を出力する。また、ホストとなったコンピュータからディスク媒体１に記録された情報を読み出す指示を受けると、当該指示に係る情報の記録位置まで磁気ヘッドを移動させるよう、ヘッド制御部３に指示を出力し、その後ＲＷ部４が出力する復号結果の信号をコンピュータ側に出力する。
【００１８】
つまり、このディスク装置は、ホストとなるコンピュータに接続され、当該コンピュータ側から情報の記録指示を受けると、制御部５が当該指示に従って、記録の対象となる情報をＲＷ部４に出力し、ＲＷ部４が当該情報を符号化し、電気信号を生成して出力し、ヘッドアセンブリ２の磁気ヘッドが当該電気信号を磁気信号に変換し、ディスク媒体１を磁化して情報を記録する。
【００１９】
また、ホストとなったコンピュータからディスク媒体１上に記録された情報の読取指示を受けると、制御部５が当該指示に従って、読取の対象となる情報の記録位置まで磁気ヘッドを移動させるよう、ヘッド制御部３に指示を出力する。ヘッド制御部３はヘッドアセンブリ２を制御して、磁気ヘッド部をディスク媒体１上の上記記録位置まで移動させる。磁気ヘッド部が当該記録位置から読み取った情報は、ＲＷ部４に出力され、ＲＷ部４が当該情報を復号して制御部５に出力する。制御部５は、当該復号された情報をホストとなったコンピュータに出力する。
【００２０】
ここで、本実施の形態の符号化装置及び復号装置を実現するＲＷ部４の動作について説明する。ＲＷ部４は、プログラムを実行するＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて実現でき、機能的には図２に示すように、前処理符号化部４１と、誤り訂正符号化部４２と、誤り訂正復号部４３と、後処理復号部４４とを含んで構成される。
【００２１】
前処理符号化部４１は、さらに、図３に示すように、前処理器５１と、符号化器５２と、後処理器５３とを含んで構成されている。後処理復号部４４は、さらに、図４に示すように、分離器５５と、第一段復号器５６と、第二段復号器５７とを含んで構成されている。
【００２２】
前処理符号化部４１の前処理器５１は、入力される符号を所定の長さＮごとに区切って、処理対象とする。そして、当該処理対象となった長さＮの符号列のうち、（Ｎ−Ｍ）個（Ｍ＜Ｎ）の所定位置の符号を取り除いて、長さＭの符号列を生成し、符号化器５２に出力する。
【００２３】
符号化器５２は、従来から利用されているＭ／（Ｍ＋１）ＱＭＴＲ符号化回路、例えば１６／１７ＱＭＴＲ符号化回路である。この符号化器５２は、前処理器５１から入力される長さＭの符号列を、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列に変換する。
【００２４】
後処理器５３は、前処理器５１によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、符号化器５２から出力される長さＭ＋１の変換符号列上で、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成して出力する。このとき、後処理器５３は、長さＮ＋１の出力符号列に、さらに誤り訂正符号を付してもよい。
【００２５】
この前処理符号化部４１の具体的な処理の流れを図５を参照しながら説明する。ここでＮ＝２０ビット、Ｍ＝１６ビットとする。前処理符号化部４１は、入力される符号列を長さＮ（ここでは２０ビット）ごとに分割する。そして分割して得られた２０ビットの符号（図５最上段（Ａ）の「０」から「１９」までの２０ビット）のうち、予め定めた（Ｎ−Ｍ）個、つまりここでは２０−１６＝４個の符号を除いた、１６ビットの長さの符号について、１６／１７ＱＭＴＲの符号化処理を行って、図５の中段（Ｂ）に示した、長さ１７ビットの符号列（「０′」から「１６′」）を生成する。
【００２６】
次に、この１７ビットの符号列上の所定（Ｎ−Ｍ）箇所の差し込み位置に、取り除いた（Ｎ−Ｍ）個の符号を差し込む。例えば、符号列の符号「４′」の直後、「８′」の直後、「１２′」の直後、「１６′」の直後と差し込み位置を定める場合は、図５最下段（Ｃ）のような符号列が生成される。前処理符号化部４１は、この符号列を誤り訂正符号化部４２に出力する。
【００２７】
この差し込み位置は、差し込まれる符号間の距離が所定の値以上となるよう定めておいてもよい。符号化器５２において符号語「１」の最大連続長が３となっているとき、差し込み位置間の距離がこの最大連続長（符号語の一つに係る最大連続長）より大（差し込まれる符号間の距離が「３」より大）となっていれば、差し込み後の符号列において、符号語「１」の最大連続長を３＋１＝４に抑制できる。
【００２８】
つまり、この前処理符号化部４１は、２０／２１ＭＴＲ（Maximum Transition Run）符号化器として動作することとなる。
【００２９】
前処理符号化部４１は、この処理を、分割により得た長さＮの符号列の各々について行い、それぞれを符号化して得た、長さＮ＋１の符号列に、それぞれ誤り訂正符号を付して順次出力する。
【００３０】
誤り訂正符号化部４２は、前処理符号化部４１が順次出力する符号列を連接し、誤り訂正符号化して出力する。
【００３１】
また、ＲＷ部４の誤り訂正復号部４３は、磁気ヘッドにて読み取られた電気信号に対して、ＰＲＭＬ処理及び誤り訂正復号処理を実行し、復号後の情報を出力する。この誤り訂正復号部４３の出力する情報は、前処理符号化部４１が出力した符号列を連接したものとなっている。
【００３２】
後処理復号部４４の分離器５５は、誤り訂正復号部４３が出力する符号列を、前処理符号化部４１にて出力される、長さＮ＋１の符号列に分割する。そして、分割して得た、長さＮ＋１の符号列から、予め規定された（Ｎ−Ｍ）箇所の差し込み位置の符号を取り除いて、長さＭ＋１の符号列を出力する。ここでの差し込み位置は、前処理符号化部４１の後処理部５３の差し込み位置に対応する位置である。
【００３３】
第一段復号器５６は、分離器５５が出力する長さＭ＋１の符号列に対して、Ｍ／（Ｍ＋１）ＱＭＴＲの符号化に対応する復号処理を行い、長さＭの符号列を生成して出力する。第二段復号器５７は、分離器５４にて取り除かれた（Ｎ−Ｍ）箇所の符号の各々を、第一段復号器５６が出力する、長さＭの符号列の所定の（Ｎ−Ｍ）個の位置に差し込む。この第二段復号器５７の差し込み位置は、前処理符号化部４１の前処理部５１の差し込み位置に対応する位置である。
【００３４】
具体的な例として、この後処理復号部４４の動作について、図６を参照しながら説明する。図６の最上段（Ａ）に示すように、この後処理復号部４４に入力される符号列は、前処理符号化部４１によって生成された長さＮ＋１の符号列（図５最下段（Ｃ）参照）に相当するものである。ここでは、既に用いた例に従い、Ｎ＝２０、Ｍ＝１６とする。
【００３５】
後処理復号部４４は、前処理符号化部４１の後処理器５３において、符号が差し込まれた位置（ここでは４箇所）に対応する符号を取り除き、長さ１７ビットの符号列を生成し、１６／１７ＱＭＴＲ符号化に対応する復号処理を行う。そして、図６の中段（Ｂ）に示すように、長さ１６ビットの符号列を得る。
【００３６】
後処理復号部４４は、さらに、この長さ１６ビットの符号列の所定位置に、取り除いた４個の符号を差し込む。この差し込み位置は、前処理符号化部４１の前処理器５１の差し込み位置（図５の例では、符号列の末尾）である。後処理復号部４４は、この差し込み後の、２０ビットの符号列を再生符号列として出力する（図６の再下段（Ｃ））。
【００３７】
本実施の形態によると、既に設計して利用されている１６／１７ＱＭＴＲ符号化回路等を用いて、より符号長の長い符号列を、符号化できるようになる。これにより、比較的簡易な回路により、より長いビット長のデータをディスク装置にとって好適に符号化できる。
【００３８】
なお、従来例では、符号語の連続長を制限する符号化（ＲＬＬ符号化）であるＱＭＴＲ符号化を、誤り訂正符号を付した後で行っている。このため、再生信号に生じた誤りがＱＭＴＲ符号化に対応する復号（ＲＬＬ復号）の際に、より広範囲に伝播し、誤りを拡大させることがあった。本実施の形態では、符号語の連続長を制限する符号化（ＲＬＬ符号化）であるＱＭＴＲ符号化を、誤り訂正符号を付する前に行っていることで、ＱＭＴＲ符号化に対応する復号（ＲＬＬ復号）の際にエラーが伝播することを防止できる。
【００３９】
さらに、ここで前処理符号化部４１は、出力する符号列の末尾を参照し、それがカタストロフ系列（「・・・１１００１１００・・・」を繰り返す系列）の一部に該当する場合は、カタストロフ系列を除去する処理をさらに行ってもよい。例えば、上記カタストロフ系列の一部に該当する部分の符号パターンを、使用されていないパターンに切り替えて符号化するなどの処理を行うことでカタストロフ系列を除去できる。
【００４０】
さらに本実施の形態の前処理符号化部４１での処理は、上述の処理に限られない。例えば後処理器５３における符号の差込位置は、図５に示すように、１６／１７ＱＭＴＲ符号化結果の先頭から９ビット目（「８′」）に引き続く位置に、複数配置してもよい。例えば、前処理器５１において取り除かれた符号が４つである場合、それらを１６／１７ＱＭＴＲ符号化結果の先頭から１０ビット目から１３ビット目までに続けて配置してもよい（図７の上段（Ａ）を参照）。また、例えば、前処理器５１において取り除かれた４つの符号のうち３つを１６／１７ＱＭＴＲ符号化結果の先頭から１０ビット目から１２ビット目までに続けて配置し、残る１つを１６／１７ＱＭＴＲ符号化結果の末尾に連接してもよい（図７の下段（Ｃ）を参照）。
【００４１】
この例のように、差込位置を互いに隣接した部分に配置する場合、あるいは、ＱＭＴＲ符号化結果の先頭ないし末尾に連接する場合には、前処理符号化部４１は、次の処理を行う。
【００４２】
すなわち、前処理符号化部４１では、当該差込位置を含み、長さがＬとなっている、所定範囲の符号列部分を再符号化対象部分として予め定めておく。図７の上段の例では、例えば先頭から６ビット目から、１６ビット目までの、長さ１１ビットの部分（Ｘ）が再符号化対象部分となる。
【００４３】
前処理符号化部４１は、この再符号化対象部分を取り出し、当該再符号化対象部分に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長（ランレングス）を制限する再符号化処理を行う。
【００４４】
ここで再符号化処理は、符号列部分の長さを変えないで、長さＬの変換部分符号列を生成す処理であるとする。この符号化の処理は、広く知られているものを利用できる。そして、前処理符号化部４１は、当該生成した変換部分符号列で、元の符号列部分（再符号化対象部分の符号列）を置き換えて、出力する。
【００４５】
なお、ＱＭＴＲ符号化結果の先頭ないし末尾に、差込位置を配置した場合は、次のようにする。すなわち、ＱＭＴＲ符号化結果の先頭に差込位置を配置した場合は、後処理器５３が一つ前に出力した符号列の末尾部分と、今回出力する符号列の先頭部分とに跨がる、長さＬの符号列部分を、再符号化対象部分として取り出して、上記再符号化処理を行い、再符号化処理結果で、当該再符号化対象部分を置き換える。
【００４６】
また、ＱＭＴＲ符号化結果の末尾に差込位置を配置した場合は、後処理器５３が今回出力する符号列の末尾部分と、次に出力する符号列の先頭部分とに跨がる、長さＬの符号列部分を、再符号化対象部分として取り出して、上記再符号化処理を行い、再符号化処理結果で、当該再符号化対象部分を置き換える。図７の例では、末尾の１７ビット目以降、次の符号列の５ビット目までの１０ビット分を再符号化対象部分として（不図示）、当該再符号化対象部分に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長（ランレングス）を制限する再符号化処理を行う。
【００４７】
このように符号化した場合、復号の処理においては、後処理復号部４４の分離器５５が、誤り訂正復号部４３が出力する符号列を、前処理符号化部４１にて出力される、長さＮ＋１の符号列に分割する。
【００４８】
そして分離器５５は、分割して得られる長さＮ＋１の各符号列の、予め規定された再符号化対象部分について、再符号化処理に対応する復号処理を行い、当該復号処理の結果で、再符号化対象部分を置き換える。
【００４９】
次に分離器５５は、分離して得られた長さＮ＋１の各符号列について、予め規定された差込位置の符号を取り除いて、長さＭ＋１の符号列を出力する。ここでの差し込み位置は、前処理符号化部４１の後処理器５３の差し込み位置に対応する位置である。そして以下は、上述の第一、第二復号器５６，５７の処理を行う。
【００５０】
さらに本実施の形態の前処理符号化部４１での処理は、１６／１７ＱＭＴＲ符号化を利用した２０／２１ＭＴＲ符号化器として動作するだけでなく、２４／２５ＱＭＴＲ符号化器を用いて、３０／３１ＭＴＲを実現してもよい。すなわち、前処理器５１において長さ３０ビットの符号列の末尾６ビットを除去し、残り２４ビットの符号列を２４／２５ＱＭＴＲ符号化して２５ビットの符号列を得る。そして、この２５ビットの符号列の所定差込位置に６ビットの符号を差し込んで、３１ビットの符号列を生成してもよい。
【００５１】
この場合、差込位置として４の倍数に相当する位置としてもよいし、次のようにしてもよい。すなわち、２４／２５ＱＭＴＲ符号化においては、符号語「０」，「１」の最大連続長（ランレングス）が先頭からビットごとに図８に示すようになっている。図８は例えば、０ビット目から「１」が始まる場合は、その最大連続長が２となり、０ビット目が「０」で１ビット目が「１」の場合は、この「１」の最大連続長が４となる。
【００５２】
そこで、この変換符号列の性状に関連して、差込位置が図９に示すように、（Ａ）から（Ｆ）までの６種類考えられる。なお、図９の（Ａ）から（Ｆ）の数列は、符号語「１」の最大連続長を意味している。すなわち、図９から理解されるように、これら６通りの差込位置のいずれかとすれば、符号語「１」の最大連続長を６以下に抑制できる。さらに「１」の最大連続長が６となる箇所を１箇所に抑えることができる。
【００５３】
前処理符号化部４１の後処理器５３は、これら６通りの差込位置を規定する情報を保持し、当該差込位置の規定のうちから一種類の規定を選択する。そして当該選択した規定に基づいて、前処理器５１にて取り除かれた符号を、変換符号列に差し込む。ここで規定の選択は、事前に設定された種類の規定を選択することとすればよい。
【００５４】
さらに、誤り訂正符号化部４２は、生成した符号列に誤り訂正符号とともにパリティを付して出力してもよい。これにより、発生した誤りに対して局所的な訂正を可能として、復号性能を向上できる。この方法の具体的な手法については、IEEE Transactions on Magnetics, vol.34, No.4, July 1998 Thomas Conway, "A New Target Response with Parity Coding for High Density Magnetic Recording Channels"に開示がある。
【００５５】
なお、ここでは入力される符号列について、所定長（例えば５１２バイト）分のユーザデータと（ＣＲＣＣ等の）付加情報とのセットからなる記録処理の単位について、誤り訂正符号を付加することを前提としているが、記録処理の単位の整数倍の長さの情報ごとに誤り訂正符号を付加してもよい。つまり、記録の対象となる情報に対して上記ＱＴＭＲ符号化を行うとともに、記録の対象となる情報の所定単位サイズ（上記記録処理の単位）の整数倍の情報に対して誤り訂正符号を付加するようにしてもよい。
【００５６】
例えば、５１２バイト分（及び付加情報長）を記録処理の単位としている場合、その８倍である、４キロバイト分のユーザデータと付加情報との単位について、誤り訂正符号を付してもよい。さらに、この４キロバイト分のユーザデータをインターリーブして得た、１キロバイト長、または２キロバイト長などの長さのデータについて誤り訂正符号を付してもよい。ここでインターリーブとは、図１０に示すように、元の符号列を、例えば複数ｎ個の符号列に分割するにあたり、元の符号列上のｉ番目の符号について、（ｉ−１）をｎで除した余りｒに対応するｒ＋１番目の符号列に振り分ける処理である。図１０では、４キロバイト分のデータを、４つの１キロバイト分のデータに振り分ける例を示しており、１番目のデータは、（１−１）＝０を、ｎ＝４で除した余りｒ＝１に対応する、ｒ＋１＝１番目の符号列に、以下同様に、２番目のデータは２番目の符号列に・・・と振り分けて行き、５番目のデータが再び１番目の符号列に振り分けられるようになっている。
【００５７】
本実施の形態の符号化装置・復号装置は、ディスク装置として、面内磁気記録型のディスク装置や垂直磁気記録型のディスク装置のどちらにでも適用できる。また磁気を利用したディスク装置に限らず、光磁気ディスク等にも適用できる。本実施の形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスク装置の概要を表す構成ブロック図である。
【図２】リードライト部の機能ブロック図である。
【図３】前処理符号化部の機能ブロック図である。
【図４】後処理復号部の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る符号化装置の動作例を表す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る復号装置の動作例を表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る符号化装置の別の動作例を表す説明図である。
【図８】２４／２５ＱＭＴＲ符号化のランレングスの例を表す説明図である。
【図９】２４／２５ＱＭＴＲ符号化を利用した場合の差込位置の例を表す説明図である。
【図１０】インターリーブの例を表す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ ディスク媒体、２ ヘッドアセンブリ、３ ヘッド制御部、４ 読み書き部、５ 制御部、４１ 前処理符号化部、４２ 誤り訂正符号化部、４３ 誤り訂正復号部、４４ 後処理復号部、５１ 前処理器、５２ 符号化器、５３ 後処理器、５５ 分離器、５６ 第一段復号器、５７ 第二段復号器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さＭの符号列に基づいて、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列を生成する符号化器、
入力される長さＮの符号列のうち、（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号を取り除いて、長さＭの符号列を生成し、前記符号化器に出力する前処理器、及び、
前記前処理器によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、前記符号化器から出力される長さＭ＋１の変換符号列上で、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成して出力する後処理器、
を含むことを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の符号化装置において、
前記後処理器における、前記差込位置は、互いに隣接しない位置として定められることを特徴とする符号化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の符号化装置において、
前記前処理器は、長さＮを越える連続符号列を、長さＮの符号列に分割し、順次、分割後の長さＮの符号列から（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号を取り除いて長さＭの符号列を生成する処理を実行して、前記符号化器に出力しており、
前記符号化器は、順次入力される長さＭの符号列について、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列を生成して順次出力し、
前記後処理器は、前記前処理器によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、前記符号化器から出力される長さＭ＋１の変換符号列の、（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成し、順次出力しており、
当該後処理器が順次出力した長さＮ＋１以上の符号列について、前記所定の差込位置の夫々を含む、長さＬの符号列部分について、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＬの変換部分符号列を生成して、前記符号列部分を、当該変換符号列部分で置換した出力符号列を生成して出力する出力器、をさらに含むことを特徴とする符号化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の符号化装置において、
前記後処理器における、前記所定の差込位置の少なくとも一つは、符号化器から出力される長さＭ＋１の変換符号列の末尾であり、
前記出力器は、後処理器から順次、長さＮ＋１ずつの複数の符号列の出力を受けて、当該出力される、長さＮ＋１ずつの複数の符号列に跨がる、長さＬの符号列部分について、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＬの変換部分符号列を生成して、前記符号列部分を、当該変換符号列部分で置換した出力符号列を生成して出力することを特徴とする符号化装置。
【請求項５】
請求項１に記載の符号化装置において、
前記後処理器における前記差込位置は、前記符号化器によって出力される変換符号列の性状に関連して、複数種類規定され、前記後処理器は、前記符号化器によって出力される変換符号列に基づいて、前記規定された複数種類の差込位置の規定のうち、一種類の差込位置の規定を選択し、当該選択した規定に基づいて、（Ｎ−Ｍ）個の差込位置を定めることを特徴とする符号化装置。
【請求項６】
長さＮ＋１の符号列から、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置の符号を取り除いて、長さＭ＋１の符号列を出力する分離器、
前記分離器の出力する長さＭ＋１の符号列に対して、所定の復号処理を実行し、長さＭの符号列を出力する復号器、及び、
前記分離器によって取り除かれた（Ｎ−Ｍ）個の符号の各々を、前記復号器の出力する長さＭの符号列上で予め定められた（Ｎ−Ｍ）個の位置の各々に差し込み、再生符号列を生成して出力する第二復号器、
を備えたことを特徴とする復号装置。
【請求項７】
請求項１に記載の符号化装置を備え、記録の対象となる情報を前記符号化装置によって符号化することを特徴とするディスク装置。
【請求項８】
請求項１に記載の符号化装置を備え、記録の対象となる情報を前記符号化装置によって符号化するとともに、記録の対象となる情報の所定単位サイズの整数倍の情報に対して誤り訂正符号を付加することを特徴とするディスク装置。
【請求項９】
請求項８に記載のディスク装置であって、
前記記録の対象となる情報の所定単位サイズの整数倍の情報を、インターリーブして得た複数の符号列の各々について、誤り訂正符号を付加することを特徴とするディスク装置。
【請求項１】
長さＭの符号列に基づいて、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列を生成する符号化器、
入力される長さＮの符号列のうち、（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号を取り除いて、長さＭの符号列を生成し、前記符号化器に出力する前処理器、及び、
前記前処理器によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、前記符号化器から出力される長さＭ＋１の変換符号列上で、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成して出力する後処理器、
を含むことを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の符号化装置において、
前記後処理器における、前記差込位置は、互いに隣接しない位置として定められることを特徴とする符号化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の符号化装置において、
前記前処理器は、長さＮを越える連続符号列を、長さＮの符号列に分割し、順次、分割後の長さＮの符号列から（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号を取り除いて長さＭの符号列を生成する処理を実行して、前記符号化器に出力しており、
前記符号化器は、順次入力される長さＭの符号列について、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＭ＋１の変換符号列を生成して順次出力し、
前記後処理器は、前記前処理器によって取り除かれる（Ｎ−Ｍ）個の所定位置の符号の各々を、前記符号化器から出力される長さＭ＋１の変換符号列の、（Ｎ−Ｍ）個の差込位置に差し込んで、長さＮ＋１の出力符号列を生成し、順次出力しており、
当該後処理器が順次出力した長さＮ＋１以上の符号列について、前記所定の差込位置の夫々を含む、長さＬの符号列部分について、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＬの変換部分符号列を生成して、前記符号列部分を、当該変換符号列部分で置換した出力符号列を生成して出力する出力器、をさらに含むことを特徴とする符号化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の符号化装置において、
前記後処理器における、前記所定の差込位置の少なくとも一つは、符号化器から出力される長さＭ＋１の変換符号列の末尾であり、
前記出力器は、後処理器から順次、長さＮ＋１ずつの複数の符号列の出力を受けて、当該出力される、長さＮ＋１ずつの複数の符号列に跨がる、長さＬの符号列部分について、当該符号列に出現し得る複数の符号語の各々について、それぞれの連続長を制限しつつ、長さＬの変換部分符号列を生成して、前記符号列部分を、当該変換符号列部分で置換した出力符号列を生成して出力することを特徴とする符号化装置。
【請求項５】
請求項１に記載の符号化装置において、
前記後処理器における前記差込位置は、前記符号化器によって出力される変換符号列の性状に関連して、複数種類規定され、前記後処理器は、前記符号化器によって出力される変換符号列に基づいて、前記規定された複数種類の差込位置の規定のうち、一種類の差込位置の規定を選択し、当該選択した規定に基づいて、（Ｎ−Ｍ）個の差込位置を定めることを特徴とする符号化装置。
【請求項６】
長さＮ＋１の符号列から、予め規定された（Ｎ−Ｍ）個の差込位置の符号を取り除いて、長さＭ＋１の符号列を出力する分離器、
前記分離器の出力する長さＭ＋１の符号列に対して、所定の復号処理を実行し、長さＭの符号列を出力する復号器、及び、
前記分離器によって取り除かれた（Ｎ−Ｍ）個の符号の各々を、前記復号器の出力する長さＭの符号列上で予め定められた（Ｎ−Ｍ）個の位置の各々に差し込み、再生符号列を生成して出力する第二復号器、
を備えたことを特徴とする復号装置。
【請求項７】
請求項１に記載の符号化装置を備え、記録の対象となる情報を前記符号化装置によって符号化することを特徴とするディスク装置。
【請求項８】
請求項１に記載の符号化装置を備え、記録の対象となる情報を前記符号化装置によって符号化するとともに、記録の対象となる情報の所定単位サイズの整数倍の情報に対して誤り訂正符号を付加することを特徴とするディスク装置。
【請求項９】
請求項８に記載のディスク装置であって、
前記記録の対象となる情報の所定単位サイズの整数倍の情報を、インターリーブして得た複数の符号列の各々について、誤り訂正符号を付加することを特徴とするディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２７７９０３（Ｐ２００６−２７７９０３Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９９８２９（Ｐ２００５−９９８２９）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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