Запомнящи устройства с магнитна лента(ЗУМЛ)

 

Общи сведения и основни характеристики

Магнитен запис - контактен - предимства и недостатъци; копир- ефект - взаимно намагнитване на съседни витки от лентата - при тънка лента с малка коерцитивна сила (както е при битовите касетофони) и дълго време неизползувана. Лентите стареят. На година трябва да се регенерират.

Магнитните носители - евтини, надеждни, масови, удобни, трайни, висока плътност, висока скорост на движение

Употреба - дистрибутивни разпределители, архивиращи устройства - back-up устройства и сървъри, лентови библиотеки - терабайтови системи

Паралелен и последователен метод на запис

Достъп до информацията - последователен; смесен

 

Класификации и основни типове ЗУМЛ

·      Според конструкцията на носителя имаме бубинни и касетни ЗУМЛ.

·      Според начина на движение на носителя различаваме старт-стопни, потокови (streamer, бягащи) и универсални ЗУМЛ.

·      Според начина на запис - с паралелен и с последователен запис, с линейни непрекъснати писти и с хеликоидално сканиране.

·      Според метода за кодиране -

·      Спроед метода за достъп - обикновено той е типично последователен

·      Според интерфейса с управляващото устройство -

·      Според употребата (и конструкцията) – работни (универсални) и архивиращи (back-up), за големи, мини машини и микрокомпютри, стационарни и преносими, вградени, автономни и портативни.

·      Според стандартите, които поддържат - най-често определящ е стандартът за носителя - неговият тип, размери, дължини, формати на информацията.

 

Основни типове магнитно-лентови носители

9-пистови (open reel)  и др. с паралелен запис

QIC – серпентинен запис

Travan

DAT

8-mm аналогови(“video”)

DLT

AIT

LTO – Ultrium и Accelis

 

Параметри на ЗУМЛ

(check-in tables - examples)

Вид на лентовия носител - поддържани формати и стандарти

Плътност на информацията – линейна (надлъжна) и напречна; bpi, cpi - changes per inch – флуксове/inch

Обем на носителя

Скорост и режими на движение - работна, при пренавиване, старт-стопни времена, междузонови разстояния; време за запис на един носител

Скорост на обмен на данни - видове скорости и типични стойности; значение на интерфейса и режима на кодиране и движение;

Интерфейс с УУ и със системата

Система команди; възможности за търсене на информация върху носителя.

Габаритни размери, тегло, консумация, работна площ, вид на монтажа

Комплектация

Поддържащ софтуер

 

Стандарти. Интерфейси

 

Компресиране на информацията

 

Контрол на информацията

При NRZ-1  се прилагат три вида контрол, типични за блоковия формат на запис на информацията:

·          Напречен (вертикален - Vertical Redundancy Checking - VRC) контрол по четност (нечетен брой единици в байта)

·          надлъжен(хоризонтален - Longitudial Redundancy Checking - LRC) контрол по четност

·          цикличен контрол (CRC - Cyclyc Redundancy Checking) с 8 битов генериращ полином от вида .......... .

Формата на една зона при NRZ-1 и разположението на контролните битове и байтове са показани на фиг.  .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подреждането (номерацията) на пистите и разположението на битовете на всеки байт при формат NRZ-1  е подбрано ... и се дефинира от стандарта ANSI ... .

При ФК ...

При ГК ...

при QIC, DAT, Travan, DLT ...

 

 

 

 

 

 

 

Приложение на ЗУМЛ

            Най-общо ЗУМЛ се определят като масова архивна памет.

            ЗУМЛ с отворени 9-пистови бобини използуват за запомняща среда (носител на информацията) тънка (38µm) лента на полимерна основа с много фин работен слой(118µm) феромагнитен материал. Записът и четенето се извършват на принципа на магнитната индукция. Записът е контактен и магнитните глави са в непрекъснат механичен контакт с лентата. Предвид голямата дължина на лентата (до 750m) достъпът до информацията е последователен. Времето за достъп може да бъде от 10 mS за обработка на записа, на който лентата е позиционирана, до минути - ако търсеният запис е в другия край на лентата.

            Основните предимства на ЗУМЛ са:

            - носителят е евтин и с малък физически обем, при големи информационна плътност и обем

            - трайно съхранява информацията, с многократен презапис, удобен за съхранение и за пренасяне на информация от една ЕИМ на друга;

            - данните при бобинните ЗУМЛ се записват в паралелен формат, едновременно по много писти, разпределени равномерно по ширината на лентата, което при високата плътност гарантира висока моментна скорост на обмен на информация; те четат при движение в посока напред и назад, но записват само напред.

            Недостатъците на ЗУМЛ са:

            - достъпът до информацията е последователен - следователно средно-статистически относително бавен;

            - при старт-стопния режим се налагат големи междузонови разстояния, водещи до неефективно използуване на носителя и снижаване на средната скорост на обмен при обработка на поредица от блокове; тези проблеми се чувствуват толкова по-силно, колкото по-къси са блоковете;

            - при поточния режим се обработват обикновено само големи информационни масиви(най-често копие на цял диск от ЗУТМД) и не са подходящи за динамично и произволно търсене на информацията до ниво малки блокове

            - магнитните ленти(и носители въобще) се размагнитват с времето(за надеждно съхранение се препоръчва презаписване на всяка трайно съхранявана информация след около година), чувствителни са към силни магнитни полета и топлина; при голяма плътност се наблюдава ефектът, наречен ”отблъскване на максимумите”, който води до проблеми в коректната синхронизация по сигнала в процеса на обработката и декодирането му; това налага ефектът да бъде компенсиран чрез предварителни фазови корекции на записваната върху носителя информация.

 

Методи за кодиране

Типичните методи за кодиране на информацията при запис върху магнитни ленти са без връщане към нулата, с модификация по единицата (БВН-1 или Non Return to Zero, with modification when 1 - NRZ-1), фазово кодиране (ФК или Phase Encode - PE) и групово кодиране (ГK или Group Code Recording - GCR).

NRZ-1 e традиционно използуван при ЗУМЛ за големи ЕИМ поради простотата на реализацията си, но е стандартизиран за плътност 32 b/mm.

Методът фазово кодиране изисква по-голям разход на електроника и макар формално два пъти по-неефективен от NRZ-1, поради добрата си вградена самосинхронизация е нечувствителен към скю ефекта (виж по-долу). Това се постига и с подходяща конструкция на контролера и позволява при него да е стандартизирана линейна плътност от 63b/mm.

Груповото кодиране позволява плътност от порядъка на 246 b/mm  и съответно висока скорост на обмен. То съчетава метода за запис NRZ-1 със схемите за възпроизвеждане на ФК. Стандартно употребяваната прекодираща таблица при ГК е показана в табл.1. За целта данните за запис се групират в тетради и се прекодират в код с информационен излишък, подбран с ограничението в получената след прекодирането битова поредица да няма повече от две последователни нули. Това гарантира че така преобразуваните данни, записани по ефективния метод NRZ-1 ще са с достатъчно добра самосинхронизация. Следва от друга страна да отчетем, че заместването на 4 полезни с 5 прекодирани бита намалява ефективността на използуването на носителя в рамките на даден блок с 25%. Трактът четене при ГК е изграден аналогично на случая при устройства с ФК и поради нечувствителността си към скю ефекта позволява висока плътност. Методът гарантира и възможността за автоматично коригиране на грешки по две от 9те писти.

 

Синхронизацията на четенето при ЗУМЛ

 

Що е синхронизация на четенето и как се реализира тя при ЗУМЛ?

 

Вградени свойства за самосинхронизация в даден сигнал от серийно предаване на данни

 

При всички паралелни формати на обмен или четене на информация въпросът за синхронизацията на процеса на възприемането на информацията от всяка поредна дума е сложен и често е свързан с проблема за скю-ефекта.

 

Що е скю ефект?

            Скю ефектът (skew -скосяване) е ефект на фазово отместване между битовете на един и същи байт в сложния му път - от шините за запис (ШЗ) на интерфейса с УУ на ЗУМЛ (откъдето битовете на байта постъпват без фазова разлика) през индивидуалните за деветте писти усилватели, формирователи, тригери и др. схеми на тракта запис, през записващите глави, носителя - МЛ, четящите глави и аналогично през 9те канала на тракта четене до шините на възпроизведената информация(ШВ) от интерфейса с УУ. Сложният индивидуален път на всеки битов поток през много стъпала, всяко внасящо определена задръжка - нееднаква за всичките 9 канала, и особено невинаги еднаквото и идеално взаимоположение между елементите на блока глави за запис и четене и МЛ водят до различно закъснение между битовете от всеки байт. Така че причини за сkю ефекта могат да бъдат нееднаквости в параметрите (електрически и временни) на всички тези усилватели, компаратори, мултивибратори, тригери, разликите в нивата на записваните и четени сигнали от магнитния носител и особено механичните параметри на системата: блок глави за ЗП/ЧТ, носител и система за неговото движение и насочване. Например от особена важност е перпендикулярността на линията на главите спрямо ръба на МЛ, доброто обхващане на главите от лентата, липсата на замърсявания и особено местни (за байта) деформации на МЛ, монтажният производствен толеранс на главите от блока и др.. Скоростта на движение на лентата влияе слабо и косвено върху големината на сkю ефекта.

            За компенсация на статичната (постоянна по стойност) компонента на скю ефекта се използва идея, подсказана от причините, които го пораждат. В тракта запис и отделно за трактовете четене и четене назад се въвеждат специални схеми за регулируема задръжка на сигналите по 9те писти (т.е на 3 места по 9 схеми - общо 27), които задържат всички битови потоци с някакво средно време, което обаче фино се подбира за всяка писта индивидуално, така че да се компенсира статичния скю ефект. Основните характеристики на една схема за регулируема задръжка на сигнали(“закъснителна” верига) са:

·      тип на сигнала, който може да обработва - аналогов, дискретен, елекрически и временни параметри на сигнала(нива, динамичен диапазон, скорости на нараставне на форнотве, честотна лента);

·      големина на максимално реализираната задръжка

·      стъпка на регулирането на задръжката (стъпка между отделните отводи при линиите с дискретна стъпка) - някои вериги позволяват аналогово регулиране на задръжката, но често се изполуват и дискретни вериги - например една линия може да осъществява задръжка от 1000 ns в 20 дискретни стъпки по 50 ns всяка;

·      затихване и деформиране на сигнала.

            Схемотехническите методи за постигане на регулируема времезадръжка на сигнали са няколко и почти всички те се срещат в различните модели ЗУМЛ. В ранни модели (ЕС5012) се използуваха закъснителни линии с дискретни LC елементи в модулна, залята конструкция(приличащи на “шоколади”) и с множество отделни изводи с различно закъснял спрямо входа им сигнал. Настройката на закъснението при тях се свежда до разпояване, подбиране и запояване на подходящия за дадена писта извод за задръжка. В ЕС5612 се използува задръжка посредством регулируем по ширина на импулса моновибратор, запускан от активния фронт на сигнала, по който се сравняват сигналите от различните писти за скю ефект. След моновибратора активен фронт на сигнала по дадената писта става задния фронт на импулса от моновибратора. В други случаи на схемотехниката се използуват хибридни интегрални схеми са задръжка(по същество аналог на линиите с дискретни елементи, преместващи регистри с множество клетки и такт на преместване, определящ с периода си стъпката на дискретната задръжка по клетките на регистъра, или CCD прибори в режим на преместващ регистър, подходящи за аналогови сигнали.

 

При работа в режим NRZ-1  липсата на добра вградена в прочетения сигнал информация за самосинхронизация на приемника (контролера) води до неправилното фиксиране (преброяване) на последователните битове при натрупването на низ с много нулеви битове в серийния сигнал. Проблемът в деветпистовите ЗУМЛ се разрешава технически, като се разчита на първата появила се единица във всеки отделен байт. Нормално във всеки байт (дори и със стойност 00) присъствува поне една единица (от контролния бит при байт 00). Всички останали битове от байта (от отделните писти) се отчитат коректно и спрямо нея. Това обаче поставя изискването скю ефектът между битовете на един байт да не надминава 0,33 от времетраенето на байта. Тази силна зависимост от скю ефекта на практика води до необходимостта от разреждане на байтовете върху лентата, т.е. до работа с относително ниска линейна плътност и до неизползуване на едно от най-основните качества на метода за кодиране NRZ-1 - високата му ефективност. Причината за това можем да си представим по-ясно, като вземе предвид, че всеки източник на скю ефект може да бъде приведен(разглеждан като еквиваленетн) на отместване на отделни глави от блока магнитни глави спрямо общата им, перпендикулярна на надлъжния ръб на лентата линия.

Методът ФК има два пъти по-ниска формална ефективност от NRZ-1. Но с отличните си вградени свойства за самосинхронизация позволява всяка писта да се чете и синхронизира самостоятелно в УУ. Трактът четене в режим ФК включва в УУ за всяка писта отделна схема за синхронизация и отделен FIFO буфер с определена дълбочина - 4 бита за за ЕС5515.05. С това допустимият скю ефект в режим ФК е три номинални периода на сигнала(3 Tn) за разлика от допустимите само три десети от номиналния период в режим NRZ-1 (0,33 Tn), или говорим за практическа нечувствителност към скю-ефекта при четене в режим ФК. Дори в ЗУМЛ ЕС5612 скю ефектът при четене в режим ФК въобще не се компенсира (за разлика от режим NRZ-1, където се прави и поддържа много добра компенсация на статичната компонента на скю ефекта). Това дава възможност на практика с формално два пъти по-неефективен метод да се постигне два пъти по-висока реална линейна плътност на записа.

 

Физичен формат на информацията върху магнитната лента

Зона-запис-блок. Зони с произволна дължина.

Файлове. Лентови маркери.

Междузонови разстояния, контролни и синхронизиращи елементи.

Плътности. Начало и край лента; физични и логически маркери.

Действия в областта на НЛ при ЕС5525 - ЕС5612

Форматиране на носители.

 

Деветпистови ЗУМЛ с отворени бубини

            На примера на ЗУМЛ ЕС 5612 ще разгледаме основните възможности на масово разпространените у нас 9-пистови ЗУМЛ за универсални цели със старт-стопен режим на движение. В комплект с УУ ЕС 5525.05 те работят с големи ЕИМ от ЕС, но добре представят конструкцията, работата и възможностите и на други модели и типове, включително и тези за МЕИМ и УПДМЛ.

            Всеки байт се записва паралелно чрез блока магнитни глави по 9 писти - 8 информационни и една контролна, разположени успоредно по дължината на лентата. Ширината на лентата е 12,7 mm. Байтовете се разполагат един след друг по дължината и с плътност  32 b/mm в режим на кодиране NRZ1 и 63 b/mm в режим ФК (трябва да се има предвид, че обикновено плътността се указва в битове/mm  или b.p.i. - bits per inch, т.е за една писта). Байтовете се групират (разделят) в зони (блокове) с произволна дължина. Форматът на зоните зависи от метода за кодиране  Една зона се обработва с една старт-стопна операция на устройството. Между зоните има празно междузоново разстояние (15,2mm), което се определя от изминатия път при ускоряване и спиране. Самите запис и четене на зоната се извършват при стабилизирана на 3m/s работна скорост. Формата на зоните за двата метода на кодиране е показан на фиг. . .

            Работната дължина на лентата се указва чрез два различни светлоотражателни (рефлексни) маркера от метално фолио, залепени в двата края на дължината на лентата, но от обратната и, немагнитна страна. При преминаването на тези маркери пред отражателни оптрони се изработват логическите сигнали за управление: - НЛ-начало лента и КЛ - край лента.

            запис/четене се върши от блок на магнитните глави с двуредово разположение - така, че да позволяват и контролно четене.

стример ленти

000FF1 - за синхронизация на декодерите за данни и за разпознаване на начало/край блок

Междублоково разстояние при групово кодиране 7,5 mm

            - Начален идентификатор при ФК запис - за автоматично разпознаване на метода, по който е записана лентата; за да може да се избере автоматично режима на четене - NRZ1 или ФК.

 

Система на движение на магнитно-лентовия носител. Търсене(ориентация) върху носителя

 

Лентодвижещ механизъм(ЛДМ)

Зареждане на лентата; натоварване и разтовараване; водач на лентата; дачици начало и край лента; датчик “Малко лента”

автоматика - “Механична готовност за работа”; захранване

старт-стопен режим на движение - за обработката на всеки блок данни лентата се ускорява, достига номиналната си скорост, извършва се операция четене или запис и лентата се спира, независимо, че може да се налага веднага да се обработва и следващия блок данни със същата операция и в същата посока. Междублоковото разстояние по същество е празно място за пътищата, изминавани при спирането и ускоряването за следващия блок.

Междузонови разстояния и старт-стопен път; Еднакви и различни старт-стопни времена. Значение на скоростта на движение и промяната и в старстопен режим за синхронизацията на обмена и пълтността на записа. Промени в амплитудата на прочетения сигнал.

потоков режим на движение -

стример(streamer) - поточно ЗУМЛ. При поточните ленти времето за достигане на номиналната скорост е относително голямо и след достигането на номиналната скорост не се оставя свободно място за ускорение и спиране на лентата, а само за служебна информация [Атан ’91].  Разликите  в бързодействието, времената за стартиране и спиране на лентата(при всяка потокова сесия) се обират от интелигентен контролер, снабден с голям буфер за данни(кеш).

режим на адаптиране

реверсивност - четене напред и назад

скорости - пренавиване с висока скорост; стабилизация на оборотите; динамика на системата - инертност, гарантиране на линеен закон на старт-стоп; успокояване на системата

търсене - ориентация върху носителя - подходи и системи

 

Лентова подсистема ЗУМЛ ЕС5612- УУ ЗУМЛ ЕС 5525.05

 

Структурна схема на лентовата подсистема

 

 

 

 

Малък интерфейс на системата

 

Основни операции и команди

Основните команди, изпълнявани от устройството и неговия контролер са дадени в Таблица.  .

 

 

 

 

 

 

 

 

            - запис, четене, обратно четене, изтриване, запис на лентов маркер

            - прескачане на блок (зона) и файл

            - пренавиване; пренавиване и сваляне

            - установяване на режим, плътност

 

 

 

Режим корекция; автокорекция

 

 

Режим диагностика

 

Устройство на ЗУМЛ. Структурна схема

            ЗУМЛ се състои от следните основни блокове (Фиг.1):

            - блок захранване и автоматика - включва в себе си трифазни понижаващи трансформатори и изправители, мрежов LC филтър против смущения, автоматичен прекъсвач - пускател с максимално токова термична защита, транзисторно-релейна логика за нормалното включване и изключване на захранването, както и за аварийното му изключване при изгаряне на някой от предпазителите, които за целта са със сигнален контакт, или при отпадане на фаза; стабилизатори за основните захранващи напрежения;системи за управление на касетните двигатели - имат за цел да поддържат магнитната лента във вакуумколоните(описани по-нататък) в средно, работно, положение; мощен усилвател на логическите сигнали от системата за управление на водещия двигател. Конструкцията на лентодвижещия механизъм (ЛДМ) е представена опростено на Фиг. 1.


фиг. 1 Блок схема на ЗУМЛ ЕС5612

 


Той е монтиран  изцяло на масивната предна врата на шкафа на устройството, която може да се отваря за лесно обслужване. Носи върху себе си, т.е обхваща:

- двете касети с МЛ и двигателите им, които непосредствено ги движат в необходимата посока, така че да поддържат лентата в средата на вакуум-колоната, за която се грижат (”джоб”);

            - водещия двигател, който движи лентата чрез триене, по кинематична схема на едноролково задвижване. На оста на двигателя е закрепена неподвижно водещата

ролка от лека алуминиева сплав с корково покритие. То осигурява необходимия коефициент на триене, за да се води лентата без приплъзване. Системата двигател-ролка е с малка инерция. На оста на двигателя, зад ролката, е монтиран диск от магнитен материал с нарязани по периферията му 175 зъба, които с датчик от индуктивен тип - таходатчик, изработват импулсен сигнал с честота, пропорционална на скоростта на въртене на ролката и съответно на линейната скорост на лентовия носител. При избрания принцип на водене на лентата и поради много голямата разлика в инерционността на тежките касети с лента и леката система ВД - водеща ролка, за да се предотврати възможността от приплъзване, разтягане и скъсване на МЛ в ЛДМ, се прилага буфериране на МЛ. При големите ЗУМЛ, предвидени да работят с високи работни скорости, буферирането става чрез вакуумколони (джобове). Там лентата се поддържа в средно положение от системата за управление на съответния за колоната касетен двигател. Тя е опъната под въздействието на вакуума, създаван от вакуумпомпа.

Използуването на вакуумколона дава достатъчен резерв за поемане или отдаване на лента във всяка с минимални усилия от страна на водещата ролка. Това е особено важно при резките старт-стопни ускорения и смяната на посоката на движение. При по-бавните ЗУМЛ, такива които се използват при мини машините, УПДМЛ и т.н., където скоростите са на порядък по-ниски, тези големи джобове и обременяваща вакуумпомпа са изместена от много по елементарни пружинни буфери.

            - блок на магнитните глави, осигуряващ правилно движение на МЛ в зоната на магнитните глави, надежден контакт и добро обхващане на магнитите от глави от МЛ, откриване на физичните маркери НЛ и КЛ, запис, четене и изтриване на информацията, отвеждане на магнитните глави на определен ъгъл - далече от лентата във всички случаи когато не се извършва запис  или четене, т.е. в неработно положение, при движения с висока скорост назад.

 

Система за управление на водещия двигател при ЕС5612

            Системата за управление на водещия двигател изработва алгоритъма за стартиране, движение с работна скорост и спиране в необходимата посока, както и за пренавиване с висока скорост с преход към ниска. Структурната схема е показана на фиг.  . . Системата стабилизира работната скорост чрез цифров регулатор, изработвайки широчинно-импулсно модулиран сигнал БУМ (Блок за Управление Мощен) към тиристорния усилвател на мощност. Отрицателната обратна връзка по информацията от нискоомния последователно включен токоснемащ резистор действува само през време на ускоряването и спирането. Отрицателната обратна връзка по скорост се реализира чрез тахометричен датчик от индуктивен тип, който е монтиран срещу закрепен на оста на водещия двигател диск от феритен материал, по чиято повърхност са нарязани 175 зъба. Тя действува само в режим на стабилизация на скоростта.

 

Фиг.  . Блок схема на системата за управление на водещия двигател ЗУМЛ ЕС5612

 


Система за управление на касетен двигател

буфериране на лентата - подходи и системи

типове и конструкция

пружинна

при вакуум колони - датчици за положението на лентата - пневмо и фотооптична система; контрол на вакуума и на излизането на лентата от работната зона

със следене на скоростта на всяка бобина - ? (direct drive) - VAX TU80

Фиг.  . Блок схема на системата за управление на касетен двигател ЗУМЛ ЕС5612

 

 

 


Система за позициониране на възела за запис-четене

- отвеждане на главите при  ЕС5612

- позициониране при QIC - главите се местят напречно по ширината на лентата, така че данните се записват по серпантина. Главите отиват в начало лента само при ...?? начало на четенето или записването на дадена касета, но не при обхождането на всяка отделна писта от серпантината?

[Атан ’91]

 

Запис на информацията при ЗУМЛ

магнитни глави- типове и конструкция -

индукционни и потокови(с ефект на Хол)

паралелни и серийни

универсални и разделни

конвенционални и хеликоидално-сканиращи

DAT и  8-mm

изтриващи глави

[Атан ’91] В стримерите главите са 5 - една изтриваща, комплект глави за запис и четене за едната посока (отделни, за да са оптимизирани и за да позволяват контролно четене по време на записа, а не се отделно, допълнително обхождане на лентата) и комплект глави за запис и четене в обратната посока. Изтриващата глава обхваща цялата ширина на лентата, така че се трие само веднъж - при запис на нулевата пътечка от цялостното серпентинно обхождане на лентата за запис на пълния и обем(и лентата се записва цялостно - открай докрай, евентуално само може да се допълва?!) съществува и отделна операция изтриване, която просто почиства цялата лента, без да извършва запис. Това е различно от операцията форматиране. Един пас през цялата касета обикновено трае няколко минути при типична скорост на съвременните касети от около 50 инча за секунда.

DC6150 - 600  футова лента (т.е. около 183m - 1 фут=0,3048m) с 18-пистов запис с обща дължина на пистите около 10800 фута (3292m или 129600 инча) с плътност 10000bpi, т.е. 1250Bpi достижимият максимален капацитет на носителя е около 150МВ. Ако се ползува по-тънка магнитна лента (DC6250) в същата касета може да се побере лента с дължина 1020фута, която ще има капацитет 250MB.

 

 

Тракт запис-четене при ЗУМЛ ЕС6012

Блок-схемата на тракта четене при ЗУМЛ ЕС5612 е показана на Фиг.  . (само за една i-тата от деветте идентични писти). Сигналът, индуктиран в четящата глава е с различна амплитуда и период в двата режима - NRZ-1и  ФК, поради което режимът на тракта се превключва от блоа управление. така например коефициентът на усилване на входния диференциален усилвател се измена от 200 при NRZ-1 на 280 при ФК. Диференциалният вход е естествен при източник на сигнал (намотката на индукционната глава) от диференциален тип и при наличието на относително високи електромагнитни смущения върху слабия индуктиран полезен сигнал. Формирователят се реализира чрез диференциращ усилвател и детектор на нулата(нулев компаратор), който фиксира точно във времето максимумите на индуктирания сигнал, без да зависи от амплитудатата на индуктирания сигнал. По същество нулевият компаратор преобразува аналоговия дотук сигнал с приблизително синусоидална форма в правоъгълен дискеретен сигнал с нивата на ТТЛ логика. Времеконстантата на диференциращия усилвател трябва да се сменя от блока Управление в зависимост от режима (NRZ-1 или  ФК). По-нататък по тракта сигналът преминава (само в режим NRZ-1) през схема за компенсация на скю ефекта, която се реализира чрез моновибратор за (ръчно) регулируема времезадръжка. Всъщност моновибраторите са два - по един за всяка от двете посоки на четене - при движение в посока напред и в посока назад съответно. През кабелните предаватели прочетения сигнал се подава към контролера на ЗУМЛ.

 

Фиг.  . Блок схема на тракта четене при ЗУМЛ ЕС5612

 

изтриване

защита на записа

ток за запис - управление на големината и формата

подмагнитване

размагнитване след запис

 

            При запис на данни с висока плътност върху магнитен носител се наблюдава силно влияние между съседните противоположно намагнитени магнитни домени, водещо до взаимното им  размагнитване.  За да се намали този негативен ефект с повишаване на плътността обикновено се практикува намаляване на големината на тока през записващата глава. В случая на ЕС5612 това е показано чрез диаграмата на фиг.  ., показваща големината и формата на токовите импулси през записващата глава в режим на кодиране NRZ-1  и ФК (с двойна плътност). Формата на токовите импулси при ФК освен това е стъпалообразно спадаща, с което се намалява паразитното прехвърляне по индуктивен път между съседните писти в блока магнитни глави.

 

 

Фиг.  . Форми и големини на тока през записващите глави при ЕС5612

а) в режим NRZ-1   б) в режим ФК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фиг.     Размагнитване на главите след запис при ЕС5612

 

- тенденцията - форматер!! ЕС 1055 (VAX).

 

Взаимозаменяемост при ЗУМЛ

 

Взаимозаменяемост при деветпистовите ЗУМЛ

 

            Взаимозаменяемост при ЗУ със сменяеми носители (ЗУСН) се дефинира като възможност записите, създавани върху едно ЗУСН от даден тип, да могат да се четат на други устройства от същия тип. Въпросът е от много голямо практическо значение при деветпистовите ЗУМЛ, т.к. МЛ при тях е сменяем носител и не работи на строго определено устройство, а е и основен носител за пренасяне на програми и информация  от една ЕИМ на друга.       Взаимозаменяемостта се гарантира при изпълнението на няколко условия. Преди всичко трябва да имаме съвместимост между двете ЗУМЛ, която включва освен механичните изисквания към носителя /форма, размери, качества и др./ най-вече еднакъв формат(по определен стандарт) на представяне на информацията- брой листи, разположението им по лентата, разстояние между байтовете и др. Форматите при различните методи за кодиране (NRZ1, ФК, ГК ) са различни, така че не е възможно лента, записана на устройство по метода NRZ1 да бъде четена на устройство, работеща например в режим на  ФК и обратно. Поради същата причина една лента се записва открай докрай по един единствен метод за кодиране. Различната работна скорост на моделите ЗУМЛ (2;3;5;7;0,39м/s и др.) не е причина за несъвместимост. Изпълнението на по-горните изисквания обаче не е достатъчно за гарантиране на взаимозаменяемост.

            За нормалната синхронизация на четенето при кое да е ЗУМЛ е необходимо неговата работна скорост да съответствува точно на указаната от производителя и да се поддържа стабилна през цялото време на записа и четенето на зоната. За целта ЗУМЛ имат системи за стабилизация на скоростта със следяща обратна връзка.

            Най-голяма тежест за взаимозаменяемостта имат два фактора - скю ефектът да е минимален (в границите, посочени от производителя) и междузоновите разстояние (МЗР) да са еталонни.

Настройката за компенсация на скю ефекта се прави през няколко последователни етапа, като на всеки следващ етап се постига по-голяма прецизност. Първият етап е груба механична настройка на перпендикулярност на линията на блока магнитни глави спрямо надлъжния ръб на лентата. Използува се специален инструмент - прав ъгъл и регулировъчен винт с ексцентрична глава. Следва по-фината проверка - настройка на перпендикулярността на линията на главите по електронен индикатор - т.н. настройка на азимут. Тя се извършва в процеса на четене на еталонни данни от специална еталонна лента за настройка, наречена скю лента. Скю лентата е записана в заводите за производство на магнитни лентови носители или ЗУМЛ на прецизно (еталонно) ЗУМЛ и съдържа непрекъснат запис с еталонна плътност 32 бит/мм на байтове с 1ци във всичките им битове. С двулъчев осцилоскоп се наблюдават прочетените синусоидални сигнали(т.е преди те да са формирани в цифров вид) от двете крайни писти и се настройва фино положението на блока магнитни глави до постигане на синфазност между сигналите от двете писти. Предвид високата плътност (малките разстояния между байтовете), при настройката на азимут непрекъснато се проверява и синфазността между другите писти, за да не се получи неправилна настройка по крайните две писти - т.е. да имаме синфазност но при неперпендикулярност(т.е синфазност, но между сигналите, получавани от битовете не на един и същи байт). Третия етап и настройка за компенсация на статичната компонента на скю ефекта, която се извършва чрез три различни настройки (или подетапи):

            - при четене напред;

            - при четене назад;

            - при запис.

            Първите два се извършват чрез скю лентата, а третият -  с работен носител. Върху скю лентата не трябва да се записва. Забранено е и пренавиването и назад с висока скорост. Настройката се извършва с двулъчев осцилоскоп, като се наблюдава последователно фазовата разлика между сигналите (формирани в цифров вид) от средната (за ширината на лентата) писта и всяка една от останалите писти.

            Първо се извършват настройките за четене, които са независими, а след това настройката при запис, за която се ползува и вече настроеният по отношение на скю при четене тракт за четене.

            Причина за разделна регулировка на скю при четене напред и назад е възможната остатъчна неперпендикулярност на блока магнитни глави.

            Динамичната (случайна) компонента на скю ефекта не се компенсира, а се ограничава чрез подходящи мерки при проектирането/конструирането и експлоатацията (поддръжката) на устройствата.

            Вторият основен фактор за взаимозаменяемостта е еталонното МЗР. Докато при поточните ЗУМЛ то има само функциите на разделител между зоните и може да е минимално, при старт-стопните това разстояние е пътят, който се изминава при спиране след обработката на предната зона и при потегляне за обработката на следващата. Информационното съдържание на зоната трябва да се обработва при достигната работна скорост. Пряко значение за гарантирането на това имат изминаваните пътища и при старт и при стоп на лентата.

            Предвид на различните модели ЗУМЛ (по работна скорост и динамика на старт/стопния процес) като универсален параметър по отношение на взаимозаменяемостта е избрано МЗР (15,2mm). Но то не се измерва пряко, а се гарантира по косвен начин. Процесът на проверка и настройка е представен на Фиг. .


 


Фиг.  Стартстопна настройка за взаимозаменяемост при ЗУМЛ ЕС 5612

 

            На работна лента, задвижвана се в старт-стопен режим(отразен в показания характер на сигнала КДВН), предварително са записани само единици. По големината на индуктирания при четене сигнал Uчтi можем да съдим за скоростта на движение на лентата, защото съгласно закона за електромагнитна индукцията съществува правопропорционална зависимост между скоростта на промяна/движение на магнитното поле и големината на индуктираното е.д.н.. Измерват се времената tстарт и tстоп (за ЕС 5612 по 3ms) т.е времената от активизиране на сигнала КДВН (команда движение) до достигането на 90% работна скорост и от дезактивирането на КДВН до спадането на скоростта до 10% от номиналната. С втория лъч на осцилоскопа наблюдаваме синусоидалния сигнал(неформиран все още в цифров вид) от кой да е канал на тракта четене (т.е индуктирания в четящата глава сигнал). В активното време за обработка на зоната големината на Uчтi трябва да е постоянна, и по него можем да съдим за степента на стабилност на работната скорост. Настройването на зададените от производителя времена за спиране и ускоряване не са достатъчен гарант за еталонно МЗР (т.е изминат път). Трябва да се осигури и ускоряване и спиране по еднакъв закон. За такъв е избран линейният, като най-лесно контролируем. Така косвено чрез три фактора - точна работна скорост, точни старт-стопни времена и линейно спиране - ускоряване се гарантират еталонните МЗР.