專利名稱：在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件中的數(shù)據(jù)重寫的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件，具體涉及使能在這樣的器件中的數(shù)據(jù)重寫的方法和裝置，在這樣的器件中可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)而不用首先擦除先前寫入的數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件中，在存儲(chǔ)器表面上通過凹痕或“凹坑”的有無來表示所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，所述凹痕或“凹坑”由所述器件的探針形成在表面上。例如，在基于AFM(Atomic Force Microscope，原子力顯微鏡)的存儲(chǔ)器件中，探針是安裝在微型制造的懸臂的端點(diǎn)的納米級(jí)的尖端。這個(gè)尖端可以在聚合體基底形式的存儲(chǔ)介質(zhì)的表面上移動(dòng)。提供一種機(jī)構(gòu)來加熱尖端，因此加熱與尖端接觸的點(diǎn)的聚合體表面，使得尖端刺入表面產(chǎn)生凹坑。這樣的凹坑一般表示一個(gè)值“1”的比特，由在存儲(chǔ)器表面上的比特位置的凹坑的不存在來表示一個(gè)值“0”的比特。在讀掃描模式中，可以使用熱機(jī)探針機(jī)構(gòu)來在探針移動(dòng)通過比特凹痕的圖案的時(shí)候通過檢測懸臂的偏移來讀回?cái)?shù)據(jù)。在IBM Journal of Research & Development，Volume 44，No.3，May 2000，pp323-340，“The‘Millipede’-More Than One Thousand Tips for Future AFMData Storage”，Vettiger et al(IBM研究和開發(fā)期刊，44卷，第3號(hào)，2000年5月，第323-340頁，“‘百足蟲(Millipede)’-用于未來AFM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的超過1000個(gè)的尖端”，Vettiger等)及其在那里所引用的參考文件中詳細(xì)說明了基于AFM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。如在此文件中所述，在利用單個(gè)懸臂探針實(shí)現(xiàn)基本的讀取/寫入操作的同時(shí)，實(shí)際上，使用獨(dú)立可尋址的懸臂的集成陣列以便提高數(shù)據(jù)率。陣列的每個(gè)懸臂可以當(dāng)所述陣列相對(duì)于存儲(chǔ)器表面移動(dòng)時(shí)在它自己的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)讀取和寫入數(shù)據(jù)。
在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件中重寫數(shù)據(jù)是有問題的。例如，如果0對(duì)應(yīng)于在比特位置的“無凹坑”，則在比特位置寫入0對(duì)應(yīng)于無動(dòng)作。因此，在比特位置預(yù)先寫入的“1”上寫入“0”將使得原有的“1”完整無缺，從而導(dǎo)致新寫入的數(shù)據(jù)不正確。因此，現(xiàn)有的系統(tǒng)要求在可以向存儲(chǔ)器表面寫入新的數(shù)據(jù)之前擦除原有的數(shù)據(jù)。例如，在上述的百足蟲器件中，可以通過加熱存儲(chǔ)器表面以導(dǎo)致聚合體的融化和“回流(reflow)”來擦除原有的數(shù)據(jù)。在寫入之前擦除原有數(shù)據(jù)的這個(gè)要求對(duì)功耗和操作速度都具有負(fù)面含義。
允許在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件中直接以新的數(shù)據(jù)重寫原有數(shù)據(jù)的系統(tǒng)已經(jīng)在我們的同時(shí)待審的2002年5月13日提交的歐洲專利申請第02010648.0號(hào)中得到公開。這些系統(tǒng)的方面也在“The Role of Signal Processing and Codingin Data StorageState of the Art and Future Trends”，E.Eleftheriou，IEEECommunications Theory Workshop 2002，Sanibel Island，F(xiàn)L，May 19-22，2002(“在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的信號(hào)處理和編碼的角色現(xiàn)代和未來趨勢”，E.Eleftheriou，IEEE通信理論專題研討會(huì)2002，Sanibel島，芬蘭，2002年5月19-22日)中得到討論。通過進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)編碼處理和使用寫處理的物理機(jī)構(gòu)來在這些系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)重寫。具體地說，當(dāng)在存儲(chǔ)器表面上寫入一個(gè)凹坑時(shí)，材料被探針移動(dòng)并且沉積在周圍的區(qū)域中。在例如上述的百足蟲器件中，融化的聚合體沉積在產(chǎn)生“環(huán)形墻(donut walls)”或“環(huán)形物(rings)”的凹坑周圍的區(qū)域，“環(huán)形墻”或“環(huán)形物”具有比聚合體背景更大的拓?fù)漭喞?。如果一個(gè)凹坑距離現(xiàn)有的凹坑足夠近地被形成，則現(xiàn)有的凹坑可以至少由于材料變形而被部分填充，有效地將“1”變?yōu)椤?”，因此擦除了“1”。這個(gè)現(xiàn)象因此對(duì)要記錄到存儲(chǔ)器表面上的凹坑之間的最小距離施加約束條件Tmin。通過使用輸入數(shù)據(jù)編碼處理，在歐洲申請第02010648.0號(hào)中公開的系統(tǒng)使用這種現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的直接重寫。輸入數(shù)據(jù)編碼是有效的兩階段處理。在第一階段，輸入數(shù)據(jù)被編碼以防止在編碼的輸入數(shù)據(jù)中出現(xiàn)給定值“x”的兩個(gè)連續(xù)比特。例如，如果x＝1，則該編碼保證在編碼的輸入數(shù)據(jù)中的連續(xù)的“1”至少被“d”個(gè)0分離，其中d是大于等于1的預(yù)定數(shù)。這種編碼的作用是保證在寫操作之后要剩在存儲(chǔ)器表面中的連續(xù)凹坑總是被至少一個(gè)“無凹坑”分離。因此，這種編碼能夠在未編碼情形下提高記錄的比特密度，在未編碼情形中，最小比特間距被限制為Tmin。在第二編碼階段中，使用一種算法來從編碼的輸入比特序列產(chǎn)生重寫比特序列。簡言之，在此使用的算法是基于前提如上所述，由于材料的變形，寫入凹坑會(huì)擦除在新凹坑的任一側(cè)上的現(xiàn)有相鄰凹坑。當(dāng)產(chǎn)生的重寫比特序列被寫在存儲(chǔ)器表面上的時(shí)候，效果是依賴于具體的操作參數(shù)記錄原始編碼輸入比特序列或者這個(gè)比特序列的補(bǔ)碼。這個(gè)結(jié)果與被重寫的原有數(shù)據(jù)的比特值無關(guān)，因此不必擦除原有數(shù)據(jù)。
在上述的重寫技術(shù)中的開發(fā)中，我們的待審的、2002年6月27日提交的歐洲專利申請第02405541.0公開了這樣的系統(tǒng)，它們能夠以降低的功耗來實(shí)現(xiàn)重寫。這些系統(tǒng)使用其中數(shù)量d≥2的初始編碼階段，隨后特別使用由這個(gè)編碼允許的較高記錄比特密度。在存儲(chǔ)器表面上產(chǎn)生和寫入重寫序列，其中具有這樣的比特間距，它使得在比特位置寫入凹坑可以擦除在相鄰比特位置d距離內(nèi)的現(xiàn)有凹坑。用于產(chǎn)生重寫序列的處理再次保證重寫操作的結(jié)果是記錄原始編碼輸入比特序列或它的補(bǔ)碼，而與所重寫的數(shù)據(jù)的比特值無關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件中重寫數(shù)據(jù)的方法，其中通過在表面上的比特位置上的、由所述器件的探針機(jī)構(gòu)在存儲(chǔ)器表面上形成的凹坑的有無來表示數(shù)據(jù)比特，所述比特位置相間以使得在比特位置寫入凹坑可以擦除在相鄰比特位置r距離內(nèi)的先前寫入的凹坑，其中r是大于等于1的預(yù)定數(shù)。所述方法包括編碼輸入數(shù)據(jù)，使得在編碼的比特序列中的值x的連續(xù)比特被值x的至少d個(gè)比特分離，其中d是大于等于r的預(yù)定數(shù)；讀取由編碼的比特序列重寫的原有比特序列的至少足夠部分以定位任何過量的凹坑，其中過量凹坑是不在值x的編碼比特要記錄的位置的r比特位置內(nèi)的凹坑；前進(jìn)通過要記錄編碼的比特序列的系列比特位置，在足夠的位置寫入新的凹坑，使得(a)通過寫入新凹坑擦除在原有比特序列中的任何過量凹坑，(b)凹坑保留在要記錄值x的編碼比特的每個(gè)位置，(c)通過寫入另一個(gè)新的凹坑擦除除了要記錄值x的編碼比特的位置之外的、在所述系列中的位置寫入的任何新凹坑。
因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，要存儲(chǔ)在所述器件中的輸入數(shù)據(jù)被首先編碼以保證在所產(chǎn)生的編碼比特序列中，特定值x(它在不同的實(shí)施例中可以是0或1)的連續(xù)比特被補(bǔ)碼值x的至少d比特分離(其中在此和其他全部位置的符號(hào)ˉ表示比特反轉(zhuǎn))。在這個(gè)編碼處理中的預(yù)定數(shù)量d依賴于在寫操作中使用的比特間距。具體地說，如果比特位置的間距使得在比特位置寫入一個(gè)凹坑可以由于材料的變形而擦除在相鄰比特位置r內(nèi)的先前寫入的凹坑，則r≥1并且d≥r。在這個(gè)初始編碼處理階段之后，編碼的比特序列通過重寫處理記錄在存儲(chǔ)器表面上。但是，與我們的以前的系統(tǒng)——它依賴于與要重寫的原有數(shù)據(jù)無關(guān)的重寫處理——相反，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法在重寫處理中利用原有數(shù)據(jù)。因此，通過讀取原有數(shù)據(jù)的結(jié)果而部分地確定在重寫操作中在存儲(chǔ)器表面上寫入的數(shù)據(jù)的模式。不是必須讀取所有原有數(shù)據(jù)。這足夠讀取足夠的原有數(shù)據(jù)來定位任何如上所定義的“過量凹坑”。這是必須通過在重寫操作中寫入合適模式的新凹坑而被擦除的，下面將詳細(xì)說明。一般，當(dāng)前進(jìn)通過用于重寫操作的系列比特位置，在所選擇的位置寫入新凹坑以便滿足上述的條件(a)-(c)。
按照特定條件讀取原有數(shù)據(jù)和寫入新凹坑的上述處理保證重寫操作的結(jié)果是在存儲(chǔ)器表面上記錄編碼的比特序列。具體地說，在記錄模式(pattern)中的一個(gè)凹坑對(duì)應(yīng)于在編碼的比特序列中的值x的一個(gè)比特，在記錄模式中的一個(gè)“無凹坑”對(duì)應(yīng)于值x的一個(gè)比特。因此實(shí)現(xiàn)了直接的重寫，并且擦除了在寫入之前擦除原有數(shù)據(jù)的必要。另外，在重寫處理中讀取原有數(shù)據(jù)使得能夠識(shí)別必須使用特定的重寫模式來擦除原有數(shù)據(jù)的區(qū)域。因此，這樣的重寫模式可以僅僅在必要時(shí)使用。而且，至少在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)于重寫操作，比現(xiàn)有的重寫系統(tǒng)的等效操作需要更少的功率。下面將進(jìn)一步討論這些功率優(yōu)點(diǎn)。
一般在讀取處理中，可以通過讀取比特位置和識(shí)別凹坑來確定地定位過量凹坑，或通過識(shí)別可能包括過量凹坑的特定組的比特位置(在此稱為“寫區(qū)域”)來定位過量凹坑。因此，在一些實(shí)施例中，定位過量凹坑的處理可以包括(1)讀取原有比特序列的至少足夠部分來識(shí)別任何過量凹坑，這些過量凹坑不位于這樣的一組比特位置中，所述一組比特位置緊隨另一個(gè)過量凹坑并且以要記錄編碼值x的比特的下一個(gè)位置和在所述系列中的最后位置之后的比特位置的第一次出現(xiàn)結(jié)尾；(2)對(duì)于所識(shí)別的每個(gè)過量凹坑，定義寫入?yún)^(qū)域?yàn)榫o隨那個(gè)凹坑的所述組的比特位置。
這兩個(gè)步驟用于定位所有的過量凹坑。那些緊在寫入?yún)^(qū)域之前的過量凹坑通過讀取而被確定地識(shí)別。任何附加的過量凹坑必須位于寫入?yún)^(qū)域內(nèi)。因此，識(shí)別寫入?yún)^(qū)域用于將任何附加的過量凹坑定位在寫入?yún)^(qū)域的區(qū)域內(nèi)。當(dāng)前進(jìn)通過系列比特位置的時(shí)候，可以隨后根據(jù)是否給定的位置在一個(gè)寫入?yún)^(qū)域內(nèi)來確定是否新凹坑需要被寫在那個(gè)位置。下面詳細(xì)說明用于在此的寫入操作的特定要求。
在如上所述的諸如百足蟲的基于探針的器件中，通過依序移動(dòng)單個(gè)讀/寫探針通過比特位置來在一系列比特位置寫入比特序列。因此，在可以設(shè)想替代實(shí)施例的同時(shí)，一般期望如果需要的話，當(dāng)探針在重寫操作期間在它的通過系列比特位置的前進(jìn)過程中到達(dá)給定的比特位置讀取這個(gè)位置。即，在所述系列中的每個(gè)比特位置，確定是否應(yīng)當(dāng)讀取比特位置和/或是否需要寫入新的凹坑，采取合適的動(dòng)作，并且探針隨后移動(dòng)到下一個(gè)比特位置。這可以通過實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)，在所述實(shí)施例中，當(dāng)前進(jìn)通過系列比特位置時(shí)，如果滿足如下三個(gè)條件則至少讀取當(dāng)前的比特位置，所述三個(gè)條件即(a)在當(dāng)前的位置記錄值x的一個(gè)編碼比特；(b)當(dāng)前的位置不在記錄值x的編碼比特的位置的r比特位置內(nèi)，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的凹坑的d比特位置內(nèi)；(c)當(dāng)被置位時(shí)指示當(dāng)前位置在寫入?yún)^(qū)域中的寫入?yún)^(qū)域指示符被復(fù)位。
在這樣的實(shí)施例中，如果通過讀取當(dāng)前的位置來識(shí)別一個(gè)凹坑，則對(duì)下一個(gè)比特位置設(shè)置寫入?yún)^(qū)域指示符。這個(gè)指示符隨后保持被置位，直到對(duì)后面的比特位置它被復(fù)位。具體地說，每當(dāng)在寫入?yún)^(qū)域的最后位置寫入新的凹坑時(shí)，寫入?yún)^(qū)域指示符對(duì)下一個(gè)比特位置復(fù)位。這些特征允許讀取要作出的確定、要定位的過量凹坑和所定義的寫入?yún)^(qū)域，這些都是在寫入操作進(jìn)行時(shí)進(jìn)行的。下面詳細(xì)說明使用這些特征的特定實(shí)施例和如何構(gòu)造寫入模式的示例。
在一般可以使用任何施加d≥r約束條件的編碼方案來用于輸入數(shù)據(jù)的初始編碼的同時(shí)，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例使用基于RLL(有限行程長度)(d，k)限制碼的原理的代碼。傳統(tǒng)上在這樣的代碼中，(d，k)約束條件表示在編碼的比特序列中的連續(xù)的1被至少“d”個(gè)0和至多“k”個(gè)0分離，其中k＞d。但是，如上所述，一般初始的輸入數(shù)據(jù)編碼可以禁止在編碼輸入數(shù)據(jù)中的兩個(gè)連續(xù)的“1”(x＝1)或兩個(gè)連續(xù)的“0”(x＝0)。因此，雖然“d”和“k”傳統(tǒng)上表示0的數(shù)量，但是在一些實(shí)施例中，這些約束條件可能用于在0之間所允許的“1”的數(shù)量。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供用于控制在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件中的重寫的裝置，其中通過在表面上的比特位置上的、由所述器件的探針機(jī)構(gòu)在存儲(chǔ)器表面上形成的凹坑的有無來表示數(shù)據(jù)比特，所述比特位置相間以使得在比特位置寫入凹坑可以擦除在相鄰比特位置r距離內(nèi)的先前寫入的凹坑，其中r是大于等于1的預(yù)定數(shù)。所述裝置包括編碼器，用于編碼要存儲(chǔ)在所述器件中的輸入數(shù)據(jù)，使得在編碼的比特序列中的值x的連續(xù)比特被值x的至少d個(gè)比特分離，其中d是大于等于r的預(yù)定數(shù)；讀取/寫入控制器，用于控制探針機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的讀和寫，所述讀取/寫入控制器配置成讀取由編碼的比特序列重寫的原有比特序列的至少足夠部分以定位任何過量的凹坑，其中過量凹坑是不在值x的編碼比特要記錄的位置的r比特位置內(nèi)的凹坑；前進(jìn)通過要記錄編碼的比特序列的系列比特位置，以便在足夠的位置進(jìn)行新的凹坑的寫入，使得(a)通過寫入新凹坑擦除在原有比特序列中的任何過量凹坑，(b)一個(gè)比特保留在要記錄值x的編碼比特的每個(gè)位置，(c)通過寫入另一個(gè)新的凹坑擦除除了要記錄值x的編碼比特的位置之外的、在所述系列中的位置寫入的任何新凹坑。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，包括存儲(chǔ)器表面；探針機(jī)構(gòu)，用于通過在其中形成凹坑來在存儲(chǔ)器表面上記錄數(shù)據(jù)，以便通過在表面上的比特位置上的凹坑的有無來表示數(shù)據(jù)，所述比特位置相間以使得在比特位置寫入凹坑可以擦除在相鄰比特位置r距離內(nèi)的先前寫入的凹坑，其中r是大于等于1的預(yù)定數(shù)，探針機(jī)構(gòu)并且用于從存儲(chǔ)器表面讀取數(shù)據(jù)；編碼器，用于編碼由所述裝置存儲(chǔ)的輸入數(shù)據(jù)，以便通過值x的至少d比特來分離在編碼的比特序列中的值x的連續(xù)比特，其中d是大于等于r的預(yù)定數(shù)；讀取/寫入控制器，用于控制探針機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的讀和寫，所述讀取/寫入控制器配置成讀取由編碼的比特序列重寫的原有比特序列的至少足夠部分以定位任何過量的凹坑，其中過量凹坑是不在值x的編碼比特要記錄的位置的r比特位置內(nèi)的凹坑；前進(jìn)通過要記錄編碼的比特序列的系列比特位置，以便在足夠的位置進(jìn)行新的凹坑的寫入，使得(a)通過寫入新凹坑擦除在原有比特序列中的任何過量凹坑，(b)凹坑保留在要記錄值x的編碼比特的每個(gè)位置，(c)通過寫入另一個(gè)新的凹坑擦除除了要記錄值x的編碼比特的位置之外的、在所述系列中的位置寫入的任何新凹坑。
應(yīng)當(dāng)明白，一般，雖然在此針對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法來說明了特征，但是也可以在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置中提供對(duì)應(yīng)的特征，反之依然。


現(xiàn)在參照附圖通過示例說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件的示意方框圖；圖2是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一重寫方法的流程圖；圖3圖解了在將圖2的方法應(yīng)用到采樣數(shù)據(jù)中的讀取/寫入操作；圖4圖解了具有對(duì)圖2的方法的改進(jìn)的讀取/寫入操作；圖5是圖解實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二重寫方法的流程圖；圖6圖解了具有對(duì)圖2的方法的附加改進(jìn)的讀取/寫入操作；圖7是圖解體現(xiàn)本發(fā)明的第三重寫方法的流程圖；圖8圖解了在將圖7的方法應(yīng)用到采樣數(shù)據(jù)中的讀取/寫入操作；圖9是圖解實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四重寫方法的流程圖；圖10圖解了具有對(duì)圖7的方法的附加改進(jìn)的、圖8的讀取/寫入操作；圖11是在圖2的方法的功率分析中使用的參數(shù)的表格；圖12是圖解與先前的重寫方法相比較的利用圖2方法的節(jié)能的圖；圖13是在圖7方法的功率分析中使用的參數(shù)的表格；圖14是圖解利用圖7方法的節(jié)能的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基于探針的存儲(chǔ)器件，器件1包括探針機(jī)構(gòu)，在這個(gè)實(shí)施例中，它包括在上述的IBM研究和開發(fā)期刊參考文件中所述類型的百足蟲探針存儲(chǔ)陣列2。陣列控制器3控制探針存儲(chǔ)陣列2的操作。陣列控制器3包括在上述參考文件中所述的陣列驅(qū)動(dòng)器和檢測器電路4，用于驅(qū)動(dòng)陣列的各個(gè)探針來在聚合體存儲(chǔ)介質(zhì)5的表面上讀取和寫入數(shù)據(jù)。陣列控制器3也包括讀取/寫入控制器6，用于經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器和檢測器電路4控制陣列2的操作。以便按照下述的重寫方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。一般，讀取/寫入控制器6可以以硬件或軟件或兩者的組合來實(shí)現(xiàn)，并且從在此的說明中，適當(dāng)實(shí)現(xiàn)方式對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯然的。器件1也包括(d，k)編碼器7，用于編碼由所述器件存儲(chǔ)的輸入數(shù)據(jù)；(d，k)解碼器8，用于解碼從聚合體存儲(chǔ)介質(zhì)5讀取的數(shù)據(jù)以提供數(shù)據(jù)輸出。可以以一般公知的形式來實(shí)現(xiàn)編碼器7和解碼器8。
在操作中，輸入數(shù)據(jù)被提供到(d，k)編碼器7，(d，k)編碼器7像如下將進(jìn)一步討論的那樣，編碼輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生編碼的比特序列b0，b1，b2，...，等。這個(gè)編碼的比特序列被提供到陣列控制器3，其中讀取/寫入控制器6實(shí)現(xiàn)下述的重寫方案，以在聚合體存儲(chǔ)介質(zhì)5上的連續(xù)比特位置記錄比特b0，b1，b2，...，。當(dāng)記錄的數(shù)據(jù)被依序從存儲(chǔ)器表面讀取的時(shí)候，讀取的比特序列被陣列控制器3提供到(d，k)解碼器8。這個(gè)解碼器將由編碼器7使用的(d，k)編碼反轉(zhuǎn)，在此將原有的輸入數(shù)據(jù)恢復(fù)為輸出數(shù)據(jù)。
由編碼器7實(shí)現(xiàn)的(d，k)編碼保證在編碼的輸入數(shù)據(jù)中的特定值x的連續(xù)比特被值x的至少d和至多k比特分離，其中d是大于等于1的預(yù)定數(shù)并且k＞d。在下面的示例中，假定在(d，k)編碼處理中x＝1，以使得在編碼的比特序列b0，b1，b2，...，中的連續(xù)的“1”被至少d和至多k個(gè)0分離。在這種情況下，當(dāng)編碼的比特序列被記錄在聚合體存儲(chǔ)介質(zhì)5的時(shí)候，值的一個(gè)記錄比特“1”用在存儲(chǔ)器表面上的一個(gè)凹坑表示，并且值的一個(gè)比特0對(duì)應(yīng)于“無凹坑”。因此，在輸入數(shù)據(jù)編碼中的d約束條件保證在存儲(chǔ)器表面上記錄的連續(xù)凹坑將總是被至少d個(gè)“無凹坑”分離。這允許在未編碼情況(d＝0)下提高記錄的比特密度，在此未編碼情況中，如上所述，最小比特間距被限制為Tmin。對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的重寫方法的操作，在存儲(chǔ)器表面5上的比特位置的間距使得在比特位置寫入一個(gè)凹坑可以擦除在相鄰比特位置r距離內(nèi)的先前寫入的一個(gè)凹坑，其中r是大于等于1的預(yù)定數(shù)。利用這些約束條件，如果在不包括凹坑的比特位置i寫入一個(gè)新凹坑，則將擦除在比特位置i-r到i+r中的任何現(xiàn)有凹坑。d約束條件保證從位置i-r到位置i和從位置i到位置i+r可以存在不超過一個(gè)凹坑。因此，通過寫入一個(gè)新凹坑、在寫入位置i的每側(cè)一個(gè)來擦除兩個(gè)相鄰凹坑的最大者。另外，如果在包括一個(gè)現(xiàn)有凹坑的比特位置i寫入一個(gè)新的凹坑，則在范圍i-r到i+r中的相鄰比特位置由于d約束條件而必須包括“無凹坑”。現(xiàn)在說明各種可以由讀取/寫入控制器6實(shí)現(xiàn)和可以使用這些作用的重寫方案。
在下面的示例中，b0，b1，b2，...，bi，，...，bn-1是要記錄在比特位置i＝0，1，2，...，n-1的、由(d，k)編碼器7輸出的編碼的比特序列，并且d0，d1，d2，...，di，...，dn-1是要在記錄處理中重寫的原有比特序列。一個(gè)備用比特被用在下述的比特位置n。
在要說明的第一種重寫方法中，在初始的輸入數(shù)據(jù)編碼處理中d＝1，在寫入處理中r＝1，因此在比特位置i寫入一個(gè)新的凹坑可以擦除在相鄰位置i-1和i+1位置中的一個(gè)現(xiàn)有凹坑。對(duì)于任何單比特寫操作，在下列情況下原有和新的比特序列將不同(1)原有比特di＝1，新比特bi＝0(2)原有比特di＝0，新比特bi＝1在情況(1)中，通過在下一個(gè)比特位置寫入“1”(即新的凹坑)來擦除原有的“1”(即被改變到“0”)。因?yàn)閐約束條件，原有的“1”總是被跟隨至少一個(gè)“0”，并且通過寫入新的凹坑將其改變?yōu)椤?”。因此重復(fù)執(zhí)行這個(gè)過程直到在bi序列中的下一個(gè)“1”。在情況(2)中，通過在其位置寫入一個(gè)“1”而將原有的“0”改變?yōu)椤?”。在此不需要進(jìn)一步的動(dòng)作，因?yàn)樵赽i序列中的“1”由于d約束條件而總是被跟隨至少一個(gè)“0”。因此，即使原有比特序列的下一個(gè)比特是“1”，它也已經(jīng)通過寫入新的凹坑而被擦除，并且因此提供在bi序列中在這個(gè)位置所需要的“0”。根據(jù)這些原理，重寫方法通過定義“寫入?yún)^(qū)域”而使用在原有和新的比特序列中的“1”的相對(duì)位置。前進(jìn)通過系列比特位置i，某些原有比特di按如下所述方式讀取。如果在給定的位置j讀取一個(gè)“1”并且在bi序列中的下一個(gè)“1”在位置m，則寫入?yún)^(qū)域包括在位置(j+1)到m的(m-j)比特的組。變量wa被定義為寫入?yún)^(qū)域指示符。對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域中的所有比特位置設(shè)置寫入?yún)^(qū)域指示符wa(wa＝1)。否則它被復(fù)位(wa＝0)。在這個(gè)示例中由讀取/寫入控制器6進(jìn)行的讀取/寫入操作被下面的偽代碼說明，并且以圖2的流程圖表示<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[Initializationi＝0，wa＝0if b0＝1write′1′at bit position i＝0elseread d0，and if d0＝1，thenwa＝1Loop for 1·i·n-1 if bi＝1write′1′at bit position i，wa＝0else if wa＝1write′1′at bit position ielseread di，and if di＝1，then wa＝1i＝i+1Spare bit(i＝n)if wa＝1write′1′at bit position n]]></pre>參見圖2，當(dāng)如步驟10所示開始重寫操作時(shí)，在步驟11變量i和wa被初始化為0。控制器6隨后在步驟12讀取編碼的比特序列的第一比特bi。如果bi＝1(在步驟13的“是”)，則操作進(jìn)行到步驟14，其中在當(dāng)前的比特位置i，“1”被寫入為新的凹坑。由于上述的作用，一般寫入這個(gè)“1”保證，雖然對(duì)于i＝0，僅僅位置i和(i+1)是當(dāng)然相關(guān)的，但是在位置(i-1)、i和(i+1)存儲(chǔ)的比特現(xiàn)在分別是0、1、0，如方框14中所示。變量wa隨后在步驟15被設(shè)置為0，因此如果寫入?yún)^(qū)域指示符已經(jīng)預(yù)先被設(shè)置(wa＝1)則復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符，這可以是在處理的后面過程中的情況。操作隨后進(jìn)行到步驟S16，其中控制器6查看是否已經(jīng)到達(dá)了用于記錄bi序列的比特位置系列的最后位置(n-1)。如果否(步驟16的“否”)，則在步驟17將當(dāng)前的比特位置加1，并且操作返回步驟12來針對(duì)下一個(gè)比特位置。
如果在步驟13的任何過程中，對(duì)于當(dāng)前的比特位置bi＝0，然后在步驟19，控制器6查看是否置位了寫入?yún)^(qū)域指示符，如果否，即當(dāng)前的比特位置不在寫入?yún)^(qū)域，則在步驟20讀取在當(dāng)前比特位置的原有比特di。如果在當(dāng)前的比特位置存在一個(gè)現(xiàn)有的凹坑，即在確定步驟21 di＝1，則在步驟22寫入?yún)^(qū)域指示符被置位，并且操作進(jìn)行到步驟16。假定在此i＜n-1，則操作進(jìn)行到下一個(gè)比特位置，并且如前一樣返回步驟12。返回步驟21，如果在此di＝0，則寫入?yún)^(qū)域指示符保持復(fù)位，并且操作直接進(jìn)行到步驟16。于是，如果當(dāng)讀取當(dāng)前比特位置時(shí)di＝0，則不需要任何動(dòng)作。但是，如果當(dāng)讀取當(dāng)前比特位置時(shí)識(shí)別了一個(gè)凹坑(di＝1)，則對(duì)下一個(gè)比特位置置位寫入?yún)^(qū)域指示符。
現(xiàn)在返回步驟19，如果確定在此對(duì)于當(dāng)前比特位置設(shè)置寫入?yún)^(qū)域指示符，則操作進(jìn)行到步驟23，其中在當(dāng)前位置寫入“1”作為新的凹坑。操作隨后進(jìn)行到步驟16，并且繼續(xù)如前。當(dāng)最終達(dá)到在系列中的最后比特位置的時(shí)候，即在步驟16 i＝n-1，則在步驟25控制器6查看是否當(dāng)前置位了寫入?yún)^(qū)域指示符wa，如果否，則不需要任何動(dòng)作，并且重寫處理結(jié)束。但是，如果wa＝1，則在步驟26，控制器在“備用”比特位置n寫入“1”作為新的凹坑，并且處理結(jié)束。
圖3通過采樣數(shù)據(jù)的工作示例顯示了上述重寫處理的操作。這個(gè)過分簡單化的示例假定16比特編碼的bi序列要被記錄在比特位置i＝0到15，并且i＝16通過備用的比特位置。在所述附圖的上部示出了要重寫的原有的比特序列di和編碼的bi序列。隨著寫入操作的進(jìn)行，寫入?yún)^(qū)域指示符wa如上所述被置位和復(fù)位，其中如圖中所示定義寫入?yún)^(qū)域。當(dāng)探針通過系列比特位置時(shí)，在圖中數(shù)據(jù)行下面所示的所選擇比特位置執(zhí)行新凹坑的讀取(R)或?qū)懭?W)。通過在圖中下面的9個(gè)比特模式來示出在重寫操作進(jìn)行時(shí)的連續(xù)寫入W的結(jié)果。這些模式的每個(gè)示出了當(dāng)已經(jīng)執(zhí)行特定的寫入操作W時(shí)在存儲(chǔ)器表面剩余的比特序列。因此，第一模式示出了在已經(jīng)在i＝1寫入新的凹坑之后的記錄序列，第二模式示出了在i＝2寫入之后的序列，等等。在每個(gè)模式中，以粗體所示的“1”表示剛剛寫入的新凹坑的位置。可以從這個(gè)圖看出，一旦在備用比特位置i＝16已經(jīng)寫入最后的新凹坑，則在系列比特位置i＝0到15記錄的比特序列是原始的編碼bi序列。
雖然上述的簡單示例示出了重寫方法的操作，實(shí)際上，用于寫入操作的一個(gè)數(shù)據(jù)行一般比16比特長很多。關(guān)于備用比特位置，可以在存儲(chǔ)介質(zhì)的可寫入扇區(qū)附近提供保護(hù)帶以保證在行的開始和結(jié)尾有空間，并且避免在不同扇區(qū)的數(shù)據(jù)之間的干擾。當(dāng)從存儲(chǔ)器表面讀回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，忽略在保護(hù)帶中的額外比特。注意，不必在所有情況下在備用比特位置而僅僅當(dāng)這個(gè)位置落入寫入?yún)^(qū)域時(shí)寫入新的凹坑。圖3示出了每當(dāng)通過讀取比特位置i來識(shí)別一個(gè)“原有的”凹坑(即di＝1)的時(shí)候，一個(gè)寫入?yún)^(qū)域跟隨。(注意，到讀取位置i＝5的時(shí)間，已經(jīng)通過在i＝4的寫入W來擦除了在此的原始的“1”)。具體地說，一個(gè)寫入?yún)^(qū)域被定義為這樣的比特位置組，它緊隨通過讀取比特位置而識(shí)別的“原有”凹坑，并且以下列的第一次出現(xiàn)結(jié)尾(a)記錄值“1”的編碼比特bi的下一個(gè)位置，(b)在系列i＝0到n-1中的最后比特位置(即備用比特位置)之后的比特位置。也可以看出，利用這種方法，用于在給定比特位置讀取(R)或?qū)懭?W)新凹坑的條件如下- 對(duì)于在系列i＝0到n-1中的每個(gè)位置，如果(a)要在當(dāng)前位置記錄值“0”的編碼比特bi，并且(b)寫入?yún)^(qū)域指示符被復(fù)位，則讀取當(dāng)前位置；- 對(duì)于每個(gè)位置i＝0到n，如果(a)要在當(dāng)前位置記錄值“1”的編碼比特bi或者(b)寫入?yún)^(qū)域指示符被置位，則在當(dāng)前位置寫入新的凹坑。
在對(duì)上述實(shí)施例的第一種改進(jìn)中，可以通過考慮在比特間距中r＝1約束條件的作用而降低讀操作R的數(shù)量。具體地說，如果在當(dāng)前的比特位置寫入(W)一個(gè)新的凹坑，則不必讀取下一個(gè)比特位置，因?yàn)樗仨毎ā?”，已經(jīng)通過寫操作W擦除了在這個(gè)位置先前存在的任何的“1”。因?yàn)樵谌魏吻闆r下都不讀取在寫入?yún)^(qū)域中的比特位置，因此對(duì)寫入?yún)^(qū)域外部的位置節(jié)省了讀取。圖4示出了對(duì)于與圖3相同的數(shù)據(jù)的讀取/寫入處理，但是包括在所述重寫方法中的這種改進(jìn)。如圖所示，省略了在比特位置i＝5、7、10和13的讀取R。可以看出這些位置的每個(gè)是在要記錄值“1”的編碼比特bi的位置之后的比特位置。在通過前進(jìn)通過比特系列中達(dá)到這些位置中的任一個(gè)的時(shí)間之前，所述位置由于剛才所述的情況而必須包括一個(gè)“0”，因此不會(huì)改變重寫操作的結(jié)果。
對(duì)圖2的實(shí)施例的第二種改進(jìn)利用d約束條件來降低讀取R的數(shù)量。具體地說，如果通過讀取當(dāng)前比特位置而識(shí)別了原有的凹坑(di＝1)，則不必讀取下一個(gè)d比特位置，因?yàn)樗鼈冇捎赿約束條件而必定包括“0”。圖3示出了，在第一實(shí)施例中，通過讀取識(shí)別的原有凹坑是緊接在寫入?yún)^(qū)域之前的那些。因?yàn)樵诖瞬蛔x取在寫入?yún)^(qū)域中的比特位置，因此僅僅在d大于寫入?yún)^(qū)域長度的特定實(shí)施例中節(jié)省了讀取。最小寫入?yún)^(qū)域長度是一個(gè)比特，因此在此節(jié)省讀取是可能的，其中d＞1。雖然這種節(jié)省的讀取僅僅發(fā)生在操作中d大于給定的寫入?yún)^(qū)域的長度的地方，但是使用各種(d，k)編碼的統(tǒng)計(jì)分析示出了較短的寫入?yún)^(qū)域更為可能，并且單個(gè)比特寫入?yún)^(qū)域是至今最為可能的。在除了參照圖4所述的、基于r＝1約束條件之外，還應(yīng)用這種節(jié)省讀取的地方，在d＞2的情況下，另外的節(jié)省是可能的。圖5的流程解了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二重寫方法，其中這兩種讀取節(jié)省手段都具備r＝1并且d的一般值＞2。在這個(gè)實(shí)施例中，使用附加的變量ez來定義“專用區(qū)”的長度。專用區(qū)是一組比特位置，其中由于剛才所述的一種或其他讀取節(jié)省手段而不必執(zhí)行讀取R。
參見圖5，重寫方法廣義上對(duì)應(yīng)于圖2的重寫方法，并且在此僅僅說明關(guān)鍵的差別。因此，步驟30-33分別對(duì)應(yīng)于圖2的步驟10-13，但是在步驟31所述附加變量ez被初始化為0。在步驟33，假定當(dāng)前的編碼比特bi＝0，則在步驟34控制器6查看是否寫入?yún)^(qū)域指示符被置位。假定否，則步驟35查看是否ez＝0。假定是(即當(dāng)前的比特位置不在寫入?yún)^(qū)域或?qū)Ｓ脜^(qū)中)，則在步驟36讀取在當(dāng)前位置的原有比特di。接著，假定在確定步驟37中di＝1，則在步驟38中置位寫入?yún)^(qū)域指示符，并且將變量ez置位為d。因此，下一個(gè)比特位置是寫入?yún)^(qū)域和長度為d的專用區(qū)的第一位置。操作隨后進(jìn)行到對(duì)應(yīng)于圖2的步驟16的步驟39。返回步驟37，如果在此di＝0，則不需要任何動(dòng)作，并且操作將直接進(jìn)行到步驟39。
假定在步驟33的下次通過中bi＝0，則因?yàn)閷懭雲(yún)^(qū)域指示符現(xiàn)在被置位(wa＝1)，則操作將從步驟34向步驟41進(jìn)行。隨后如在圖2的步驟23一樣在當(dāng)前比特位置寫入新的凹坑。但是此后，控制器在步驟42查看ez＞2。這是確定是否當(dāng)前的專用區(qū)延伸到下一個(gè)比特位置之外。如果是，則在步驟43中，ez的值降1(以說明當(dāng)前比特位置)，并且操作進(jìn)行到步驟39。返回步驟42。如果在此ez≤2，則在步驟44將ez置位為1，因?yàn)閯倓傇诋?dāng)前位置寫入了新的凹坑，因此讀取除外由于r約束條件而總是用在下一個(gè)比特位置。
假定在步驟33的下次通過中bi＝1，表示寫入?yún)^(qū)域的最后的比特位置，則操作進(jìn)行到步驟45，其中在當(dāng)前位置將bi＝1寫入為新的凹坑。在步驟46，寫入?yún)^(qū)域指示符被復(fù)位以備用于下一個(gè)比特位置，并且操作經(jīng)由剛才所述的步驟42繼續(xù)。在步驟33的下一次通過中，在步驟34 bi＝0并且wa＝0。因?yàn)樵谶@種情況下仍然ez≥1，因此在當(dāng)前位置省略步驟36的讀取，并且在步驟41將ez的值降低1來備用于下一個(gè)比特位置。在寫入?yún)^(qū)域之后的第一位置的這個(gè)讀取可以因?yàn)閞約束條件而總是被省略。但是，如果在步驟41后由于d約束條件而仍然ez≥1，則在下一個(gè)比特位置編碼比特將再次是bi＝0，并且對(duì)這個(gè)比特位置將在步驟35發(fā)生進(jìn)一步的讀取節(jié)省。這個(gè)讀取節(jié)省將對(duì)于后續(xù)的比特位置繼續(xù)直到ez降低到0。
注意，對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域之外bi＝1，將在當(dāng)前位置在步驟45寫入新的凹坑。步驟46在此沒有作用，因?yàn)閷懭雲(yún)^(qū)域指示符已經(jīng)復(fù)位，并且在步驟42中ez是0。因此，在步驟44將ez置位為“1”，以在下一個(gè)比特位置提供1比特的專用區(qū)，這個(gè)位置由于r約束條件而必然包括一個(gè)“0”。當(dāng)在步驟39最終達(dá)到系列的最后位置i＝n-1的時(shí)候，操作如圖2實(shí)施例那樣進(jìn)行，當(dāng)前方法的步驟48和49對(duì)應(yīng)于圖2的步驟25和26。
圖5實(shí)施例示出了在這個(gè)重寫方法中，用于讀取在系列中的當(dāng)前比特位置的條件是(a)在當(dāng)前位置記錄值“0”的編碼比特；(b)當(dāng)前位置不是要記錄值“1”的編碼比特的位置之后的位置，并且不在通過讀取前面的位置而識(shí)別的凹坑的d比特位置內(nèi)；(c)寫入?yún)^(qū)域指示符被復(fù)位。
圖2和5的實(shí)施例提供了簡單和有效的重寫系統(tǒng)。但是，在對(duì)所述實(shí)施例的進(jìn)一步的改進(jìn)中，可以通過使用對(duì)在寫操作W之前的比特位置的r約束條件的作用來進(jìn)行進(jìn)一步的讀取節(jié)省。具體地說，如果要在給定的比特位置寫入(W)新的凹坑，則不必讀取前一個(gè)比特位置i-1，因?yàn)樗?dāng)在位置i的寫入W之后將總是包括“0”。因?yàn)樵谏鲜龅膶?shí)施例中未讀取在寫入位置中的比特位置，因此附加的讀取節(jié)省適用于在寫入?yún)^(qū)域之外的位置。圖6示出了對(duì)于與圖3和4相同的數(shù)據(jù)的讀取/寫入處理，但是除了圖4所示的之外還包括這種改進(jìn)。與圖4相比較，省略在比特位置i＝8和11的讀取R。可以看出，這些位置的每個(gè)是在要記錄值“1”的編碼比特bi的位置之前的比特位置。在i＝11的讀取的省略避免了對(duì)位置i＝12定義的寫入?yún)^(qū)域。但是，重寫操作的最后結(jié)果不變。
圖6示出了在重寫操作中的讀取處理的關(guān)鍵要求是定位在原有數(shù)據(jù)序列中的那些凹坑(在此“1”)，所述那些凹坑不在要記錄值“1”的編碼比特bi的位置的r比特位置內(nèi)，其中在這個(gè)示例中r＝1。這些凹坑是在此定義的“過量凹坑”。在所示的采樣數(shù)據(jù)中，過量凹坑是在比特位置i＝0、2和14的那些。必須通過在bi＝1的位置寫入的新凹坑和其上在重寫操作中寫入新凹坑的適當(dāng)模式來具體擦除這些凹坑。在圖6的處理中，通過組合讀取比特位置和定義寫入?yún)^(qū)域來定位過量凹坑。具體地說，通過讀取這些比特位置來識(shí)別在i＝0和i＝14的過量凹坑。這些是這樣的過量凹坑，它們不位于這樣的一組比特位置內(nèi)，所述一組比特位置緊隨另一個(gè)凹坑并且以下列的第一次出現(xiàn)結(jié)尾(a)記錄值“1”的編碼比特bi的下一個(gè)位置，(b)備用比特位置。于是寫入?yún)^(qū)域被定義為跟隨這些過量凹坑的每一個(gè)作為上述的一組比特位置。任何附加的過量凹坑必須位于一個(gè)寫入?yún)^(qū)域內(nèi)，并且因此經(jīng)由寫入?yún)^(qū)域的定義定位。在圖6中，例如，在i＝2的過量凹坑位于跟隨在i＝0讀取的過量凹坑的寫入?yún)^(qū)域內(nèi)。于是，寫入?yún)^(qū)域?qū)Ρ仨毷褂锰厥獾膶懭肽Ｊ絹聿脸^量凹坑的那些區(qū)域劃界。在至今所述的r＝1的實(shí)施例中，所使用的寫入模式是連續(xù)凹坑的序列。
現(xiàn)在說明第三種寫方法，其中在初始輸入數(shù)據(jù)編碼處理中d＝2，在寫入處理中r＝2。在此，r約束條件表示在比特位置i寫入一個(gè)新凹坑可以擦除在相鄰位置i-2、i-1、i+1和i+2的現(xiàn)有凹坑，d約束條件保證在這些位置出現(xiàn)兩個(gè)凹坑的最大者，在寫入位置i的每側(cè)一個(gè)。如果在位置i已經(jīng)存在原有的凹坑，則d約束條件保證在范圍i+2到i-2的范圍中的相鄰位置包括“無凹坑”。如前一樣，對(duì)于在這個(gè)實(shí)施例中的任何單比特寫入操作，原有的和新的比特序列可以在下列情況下不同(1)原有比特di＝1，新比特bi＝0(2)原有比特di＝0，新比特bi＝1在情況(1)中，通過在位置i+1和i+2的任何一個(gè)中寫入“1”(即新的凹坑)來擦除在位置i的原有的“1”。因?yàn)閐約束條件，原有的“1”總是被跟隨至少兩個(gè)“0”，并且通過寫入新的凹坑將其中一個(gè)改變?yōu)椤?”。因此重復(fù)執(zhí)行這個(gè)過程直到在bi序列中的下一個(gè)“1”。在情況(2)中，通過在其位置寫入一個(gè)“1”而將原有的“0”改變?yōu)椤?”。在此不需要進(jìn)一步的動(dòng)作，因?yàn)樵赽i序列中的“1”由于d約束條件而總是被跟隨至少兩個(gè)“0”。因此，即使原有比特序列的下兩個(gè)比特中的任何一個(gè)是“1”，它也已經(jīng)通過寫入新的凹坑而被擦除，因此在bi序列中提供這個(gè)位置所需要的“0”。根據(jù)這些原理，重寫方法再次使用在原有和新的比特序列中的“1”的相對(duì)位置。如前一樣，當(dāng)前進(jìn)通過比特位置i的系列時(shí)，某些原有比特di被讀取(R)，通過置位和復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符wa來定義寫入?yún)^(qū)域，并且在某些比特位置寫入(W)新凹坑。但是，在這種方法中使用附加的變量Lwa來在重寫操作中跟蹤寫入?yún)^(qū)域的長度。下面的偽代碼說明在這個(gè)實(shí)施例中由讀取/寫入控制器6進(jìn)行的讀取/寫入操作<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[Initializationi＝0，wa＝0，Lwa＝0if b0＝1write′1′at bit position i＝0else if b1＝1write′1′at bit position i＝1elseread d0，and if d0＝1，then wa＝1 and Lwa＝2 else if di＝1，then wa＝1 and Lwa＝1Loop for 2·i·n-1if bi＝1 if Lwa is even，then write″1′s″at positions i-Lwa+[2∶2∶Lwa] else write″1′s″at positions i-Lwa+[1∶2∶Lwa]wa＝0，Lwa＝0else if wa＝1Lwa＝Lwa+1elseread di，and if di＝1，then wa＝1 and Lwa＝1i＝i+1Spare bit(i＝n)if wa＝1if Lwa is even，then write″1′s″at positions n-Lwa+[2∶2∶Lwa]else write ″1′s″at positions n-Lwa+[1∶2∶Lwa]]]></pre>在圖7的流程圖中表示了由上述算法定義的讀取/寫入處理，在所述流程圖中在步驟60開始重寫操作。在此為了簡化，由步驟61表示在上述算法中的初始化過程。這個(gè)初始化過程處理如上所定義的前兩個(gè)編碼比特b0和b1，從下面關(guān)于在整個(gè)操作中任何使用寫入?yún)^(qū)域的說明中，這個(gè)過程的效果是明顯的。因此，在圖7的步驟62，對(duì)于下一個(gè)比特位置i設(shè)置為2，在步驟63讀取編碼的比特序列的當(dāng)前比特(初始為b2)。如果在確定步驟64 bi＝0，則操作進(jìn)行到步驟65，它確定是否當(dāng)前的比特位置在寫入?yún)^(qū)域中(wa＝1)。如果否，則在步驟66讀取在當(dāng)前比特位置的原有比特di。如果在當(dāng)前比特位置存在現(xiàn)有的凹坑，即在確定步驟67中di＝1，則在步驟68置位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa＝1)以備用于下一個(gè)比特位置，并且將寫入?yún)^(qū)域長度指示符Lwa置位為1。Lwa＝1表示下一個(gè)比特位置是寫入?yún)^(qū)域的第一比特位置。操作然后進(jìn)行到步驟69，它查看是否已經(jīng)到達(dá)了最后的編碼比特bn-1。假定否，則在步驟70操作進(jìn)行到下一個(gè)比特位置，并且對(duì)這個(gè)位置返回步驟63。返回步驟67，如果在此di＝0，則不需要任何動(dòng)作，并且操作直接進(jìn)行到步驟69。
現(xiàn)在返回步驟65，如果確定在此要對(duì)于當(dāng)前比特位置置位寫入?yún)^(qū)域指示符，則在步驟72長度指示符Lwa加1。因此對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域中的連續(xù)比特位置，指示符Lwa連續(xù)遞增以跟蹤當(dāng)前寫入?yún)^(qū)域的長度。當(dāng)接著在步驟64讀取bi＝1時(shí)，則操作進(jìn)行到步驟73，它查看是否Lwa的當(dāng)前值是偶數(shù)。如果是，則在步驟74控制器6在比特位置i-Lwa+[2∶2∶Lwa]寫入“1”作為新的凹坑。即，在位置i-Lwa+2、i-Lwa+4、i-Lwa+6等寫入新的凹坑，直到(但不超過)位置i。因此在寫入?yún)^(qū)域中每兩個(gè)比特位置寫入一個(gè)新的凹坑以提供“1”(凹坑)和“0”(無凹坑)的交替模式。但是如果在步驟73確定Lwa是奇數(shù)，則在步驟75在位置i-Lwa+[1∶2∶Lwa]寫入新的凹坑。因此，再次在寫入?yún)^(qū)域中的每兩個(gè)位置寫入凹坑直到位置i，但是這次以位置i-Lwa+1開始。從步驟74或75，操作進(jìn)行到步驟76。在此，寫入?yún)^(qū)域指示符被復(fù)位(wa＝0)，并且Lwa被置位為0，表示寫入?yún)^(qū)域是完整的，并且操作進(jìn)行到步驟69。
如果在步驟64的任何一個(gè)通過中，對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域外部的比特位置bi＝1(wa＝0)，則因?yàn)長wa＝0，操作將經(jīng)由步驟73到步驟74。在這種情況下，一個(gè)新的凹坑將被僅僅寫在位置i-Lw+Lwa，即當(dāng)前位置i，這是公式所允許的唯一寫入位置。當(dāng)最終達(dá)到系列中的最后一個(gè)比特位置時(shí)，即在步驟69中i＝n-1，則在步驟78中控制器6查看是否寫入?yún)^(qū)域指示符wa被當(dāng)前置位。如果否。則不需要進(jìn)一步的動(dòng)作，并且重寫過程結(jié)束。但是如果wa＝1，則下面的步驟79、80、81一般對(duì)應(yīng)于上述的步驟73、74和75。但是在此，在位置n-Lwa+[2∶2∶Lwa](步驟80)或n-Lwa+[1∶2∶Lwa](步驟81)的寫入?yún)^(qū)域中寫入新的凹坑，因?yàn)閷懭雲(yún)^(qū)域的最后位置是備用比特位置n。重寫過程隨后結(jié)束。
圖8通過與圖3類似的工作示例圖解了這個(gè)實(shí)施例的操作。這個(gè)附圖與圖7相結(jié)合示出在這個(gè)實(shí)施例中用于寫入新凹坑(W)的條件如下- 對(duì)于不在寫入?yún)^(qū)域中的當(dāng)前比特，如果值“1”的編碼比特bi要記錄在當(dāng)前位置則在那個(gè)位置寫入一個(gè)新的比特；- 對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域中的一組比特位置，以寫入?yún)^(qū)域的前兩個(gè)位置開始并且以在寫入?yún)^(qū)域的最后位置的新凹坑的寫入結(jié)束來在至少每兩個(gè)比特位置寫入一個(gè)新的凹坑。
同樣，用于讀取(R)在系列中(在初始位置i＝0，i＝1之后的)當(dāng)前比特位置的條件是下面兩個(gè)(a)在當(dāng)前位置記錄值“0”的編碼比特bi，(b)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符。
如圖8所示，一旦已經(jīng)在備用比特位置i＝16寫入最后的新凹坑，則在不同位置i＝0到15的系列記錄的比特序列是原始的編碼bi序列。
上述的實(shí)施例也可以被改進(jìn)為包括一個(gè)或多個(gè)與關(guān)于前述實(shí)施例所述的讀取節(jié)省手段。因此例如，對(duì)于跟隨要記錄值“1”的編碼比特bi的位置的在r＝2位置內(nèi)的比特位置可以排除讀取(R)。另外，對(duì)于跟隨已經(jīng)通過讀取識(shí)別原有凹坑(di＝1)的位置的在d比特位置內(nèi)的比特位置可以排除讀取(R)。如前一樣，因?yàn)樵诋?dāng)前實(shí)施例中無論如何不讀取在寫入?yún)^(qū)域內(nèi)的比特位置，因此這些讀取節(jié)省適用于在寫入?yún)^(qū)域之外的位置。圖9的流程圖示出了基于圖7但被改進(jìn)以包括這兩個(gè)讀取節(jié)省的一個(gè)實(shí)施例，其中r＝2并且d的一般值大于3。圖9流程圖對(duì)應(yīng)于圖7但是具有改進(jìn)的步驟88和附加的步驟91-94以包括專用區(qū)的思想。在此步驟88和附加步驟91-94分別對(duì)應(yīng)于圖5中的步驟38和41-44，它們包括在前述實(shí)施例中的專用區(qū)，并且在這個(gè)實(shí)施例中具有同等的作用。因?yàn)樵诖藃＝2，確定步驟92查看是否ez＞3，并且步驟94設(shè)置ez＝2。
利用圖9的改進(jìn)，可以看出用于讀取在系列中的當(dāng)前比特位置的條件是(a)在當(dāng)前比特位置記錄值“0”的編碼比特；(b)當(dāng)前位置不在跟隨記錄值“1”的編碼比特的位置的r＝2位置內(nèi)，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的凹坑的d比特位置內(nèi)；(c)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符。
這樣，與圖8的讀取/寫入處理相比較，圖9的改進(jìn)擦除了在比特位置i＝6、7、10、11、13和14的讀取(R)。
雖然圖7和9提供了簡單和有效的重寫系統(tǒng)，但是可以通過使用在寫入操作W之前的比特位置上的r約束條件的作用來再次進(jìn)行進(jìn)一步的讀取節(jié)省。因?yàn)樵诖藃＝2，因此如果在給定的比特位置寫入(W)一個(gè)新的凹坑則不必讀取前兩個(gè)比特位置i-2和i-1，因?yàn)樵谖恢胕的寫入W之后它們總是包括“0”。再一次，這個(gè)附加的讀取節(jié)省適用于在寫入?yún)^(qū)域之外的比特位置，因?yàn)樵谏鲜鰧?shí)施例中不讀取在寫入?yún)^(qū)域中的位置。圖10示出了對(duì)于與圖8相同的數(shù)據(jù)的讀取/寫入處理，但是除了圖9的讀取節(jié)省手段之前還包括這個(gè)改進(jìn)。這個(gè)改進(jìn)另外擦除了在比特位置i＝8的讀取R，因此防止對(duì)位置i＝9定義寫入?yún)^(qū)域。因此，雖然重寫操作的最后結(jié)果不變，但是僅僅在位置i＝0和15需要讀取R。這些讀取足夠定位所有的過量凹坑。在這個(gè)示例中，僅有的過量凹坑是在位置i＝0和15處的那些，它們是通過讀取這些比特位置而被肯定地識(shí)別的。通過使用在讀取/寫入進(jìn)程期間定義的寫入?yún)^(qū)域中的適當(dāng)?shù)膶懭肽Ｊ剑脸诉^量凹坑，并且在重寫操作之后剩余的僅有凹坑是在bi＝1的所需要位置的那些。
注意，雖然在剛才所述的r＝2實(shí)施例的寫入?yún)^(qū)域中將“1”(凹坑)和“0”(無凹坑)的交替模式用做特別簡單的寫入模式，但是其他寫入模式也是可能的。例如，在圖8的從i＝1到i＝5的寫入?yún)^(qū)域中，在位置i＝2、4和5或位置i＝2、3和5執(zhí)行的寫入W也將用于擦除在i＝0的過量凹坑，并且同時(shí)在i＝5的bi＝1的所需要位置剩余僅僅一個(gè)凹坑。而且，雖然這些交替寫入模式利用最小可能數(shù)量的寫入W來獲得所期望的結(jié)果，但是如果功率耗損不嚴(yán)重，則可以在寫入模式中使用附加的寫入。一般，對(duì)于r的任何給定值，用于在寫入?yún)^(qū)域中寫入新的凹坑的條件是滿足下列各項(xiàng)(a)在寫入?yún)^(qū)域的第一r位置內(nèi)寫入一個(gè)新的比特，(b)在寫入?yún)^(qū)域的最后位置寫入一個(gè)新的比特，(c)通過在寫入?yún)^(qū)域中寫入的另一個(gè)新的凹坑來擦除在除了寫入?yún)^(qū)域的最后位置之外的其中寫入的任何新的凹坑。
這些條件保證按照需要擦除所有的過量凹坑，并且在寫入?yún)^(qū)域的最后位置保留一個(gè)凹坑。除了這個(gè)最后位置是備用比特位置n之外，這個(gè)最后位置對(duì)應(yīng)于要記錄值“1”的編碼比特bi的位置，因此在這個(gè)位置保留的凹坑是正確的。
在上述的實(shí)施例中，對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域之外的比特位置，用于在比特位置寫新凹坑的條件是要在那個(gè)位置記錄值“1”的編碼比特bi。但是在其他的實(shí)施例中，可能不需要在所有這些位置寫入新的凹坑。例如，如果在這些位置進(jìn)行讀取R，則如果在那個(gè)位置(即bi＝1和di＝1)已經(jīng)存在原有的凹坑，就不必寫入新的凹坑。一般，對(duì)于在每個(gè)比特位置依次進(jìn)行讀取/寫入操作的實(shí)施例，只要對(duì)于在系列i＝0到n-1中的每個(gè)比特位置，如果滿足下列所有條件則至少讀取當(dāng)前比特位置，那就滿足用于定位所有過量凹坑的要求(a)在當(dāng)前位置記錄值“0”的編碼比特bi；(b)當(dāng)前位置不在要記錄值“1”的編碼比特bi的位置的r比特位置內(nèi)，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的凹坑的d比特位置內(nèi)；(c)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符。
當(dāng)然可以設(shè)想這樣的實(shí)施例，其中不使用寫入?yún)^(qū)域系統(tǒng)，和/或其中除了當(dāng)單個(gè)探針到達(dá)在寫入序列中的一個(gè)位置的時(shí)候，可以執(zhí)行這個(gè)比特位置的讀取。不論使用什么方法，必須讀取至少足夠的原有比特序列di，以便如上所述定位所有過量凹坑。關(guān)于新凹坑的寫入(W)，一般必須在滿足下列條件的系列中的足夠的位置寫入新的凹坑(a)通過寫入新的凹坑來擦除在原有比特序列中的任何過量凹坑；(b)在要記錄值“1”的編碼比特bi的每個(gè)位置保留一個(gè)凹坑；(c)通過寫入另一個(gè)新的凹坑來擦除在所述系列中除了要記錄值“1”的編碼比特bi的位置之外的位置寫入的任何新的凹坑。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的重寫方法中，在操作中執(zhí)行的讀取(R)和寫入(W)的數(shù)量將依賴于原始輸入數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、所使用的特定輸入數(shù)據(jù)編碼處理和在原有和新的數(shù)據(jù)序列中的“1”的相對(duì)位置。但是，利用實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的重寫方法的功耗可以比在上述引用的、我們早期的歐洲申請中公開的方法所需要的更少。通過下列的分析來對(duì)此說明。
在第一實(shí)施例中，在上面圖2和3的基本實(shí)施例中的功耗將與在我們的歐洲申請第02010648.0中的公開的重寫方法相比較。那個(gè)申請說明了兩種基本的重寫方法，它們在本申請中被稱為“方法1”和“方法2”，方法2涉及低功耗。下面的分析比較上述圖2的實(shí)施例與所述早期申請的方法2。
下面的術(shù)語被使用N是編碼比特bi的數(shù)量Ncode是在編碼比特bi中的“1”的數(shù)量Nmethod2是利用方法2的寫入(單凹坑寫入操作)的數(shù)量Nw是利用圖2的方法的寫入(W)的數(shù)量Nr是利用圖2的方法的讀取(R)的數(shù)量Pr是讀取一個(gè)比特所需要的功率Pw是寫入一個(gè)“1”比特所需要的功率根據(jù)上述這些定義，圖2的方法相對(duì)于方法2的總的功耗降低通過下式給出1-(Nw)+(Nr)(PrPw)(Nmethod2)]]>圖11的表格包括針對(duì)編碼比特的總數(shù)被標(biāo)準(zhǔn)化的上述的數(shù)量的平均值。這些平均值是基于100次重寫動(dòng)作的，其中每個(gè)編碼、在存儲(chǔ)器表面上記錄和隨后以不同組的1024字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)重寫了1024字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)。因此，在平均統(tǒng)計(jì)中使用總共1.6M比特(具有1/2的編碼率)。所使用的三個(gè)(d，k)編碼是在申請第02010648.0號(hào)中詳細(xì)說明的那些。根據(jù)這些數(shù)字，圖12的圖示出了對(duì)于兩個(gè)(2，10)編碼和對(duì)于值 的范圍的(百分比的)功耗降低。這顯示出，對(duì)于典型的讀取和寫入操作功率要求，圖2的方法比我們早期申請的方法2要求更少的功率。例如，如果Pr＝0.25Pw，則新的重寫方法與方法2相比較將總功耗降低20％。類似的分析示出了新的重寫方法與我們早期申請的方法1相比較將總功耗降低40％。
作為第二個(gè)示例，在上述圖7和8的r＝2實(shí)施例中的功耗與在我們的歐洲申請第02405541.0號(hào)中公開的d＝2的重寫方法相比較。以下被稱為“方法3”的這個(gè)后者的方法比上述的方法2需要更少的功率。下面定義了附加的參數(shù)Nmethod3是利用方法3的寫入(單凹坑寫入操作)的數(shù)量Nw2是利用圖7的方法的寫入(W)的數(shù)量Nr2是利用圖7的方法的讀取(R)的數(shù)量圖7的方法相對(duì)于方法3的總的功耗降低通過下式給出1-(Nw2)+(Nr2)(PrPw)(Nmethod3)]]>圖13的表格包括針對(duì)編碼比特的總數(shù)被標(biāo)準(zhǔn)化的上述的數(shù)量的平均值。如前一樣，使用1.6M比特(具有8/16的編碼率)來獲得平均統(tǒng)計(jì)，兩個(gè)(2，10)編碼與圖11相同。圖14示出了對(duì)于值 的不同值的兩個(gè)(2，10)編碼的功率降低。這顯示出，即使方法3本身是很低功率的方法，但是對(duì)于特定的讀取和寫入操作功率要求，圖7的方法要求比方法3更少的功率。特別是，當(dāng)PrPw&lt;0.2]]>時(shí)，圖7的方法提供了降低的功耗。
可以看出，通過上述的實(shí)施例提供了高度有效的重寫方法。但是，可以對(duì)特定的所述實(shí)施例進(jìn)行很多改進(jìn)。例如，雖然存儲(chǔ)器件1在所述的實(shí)施例中使用百足蟲探針存儲(chǔ)陣列，但是也可以在其他實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基于探針的存儲(chǔ)器件中使用不同的探針機(jī)構(gòu)。而且，雖然所述的特定實(shí)施例使用(d，k)編碼，一般可以對(duì)輸入數(shù)據(jù)的初始編碼使用施加d≥r約束條件的任何編碼方案。而且，在上述的示例中，應(yīng)用了x＝1輸入數(shù)據(jù)編碼處理，其中d約束條件應(yīng)用于在“1”之間允許的0的數(shù)量。其他實(shí)施例可以應(yīng)用x＝0輸入數(shù)據(jù)編碼，因此d約束條件應(yīng)用到在0之間允許的1的數(shù)量。以任何一種方式，在編碼的輸入數(shù)據(jù)中的值x的一個(gè)比特對(duì)應(yīng)于在存儲(chǔ)器表面上記錄的一個(gè)凹坑，值x的一個(gè)比特對(duì)應(yīng)于“無凹坑”。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)所述的實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件(1)中重寫數(shù)據(jù)的方法，其中通過在表面(5)上的比特位置上的、由所述器件的探針機(jī)構(gòu)(2)在存儲(chǔ)器表面(5)上形成的凹坑的有無來表示數(shù)據(jù)比特，所述比特位置相間以使得在比特位置寫入凹坑來擦除在相鄰比特位置r距離內(nèi)的先前寫入的凹坑，其中r是大于等于1的預(yù)定數(shù)。所述方法包括編碼輸入數(shù)據(jù)，以使得在編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)中的值x的連續(xù)比特被值x的至少d個(gè)比特分離，其中d是大于等于r的預(yù)定數(shù)；讀取由編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)重寫的原有比特序列(d0，d1，d2，...，)的至少足夠部分以定位任何過量的凹坑，其中過量凹坑是不在值x的編碼比特(bi)要記錄的位置的r比特位置內(nèi)的凹坑；前進(jìn)通過要記錄編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)的系列比特位置，在足夠的位置寫入新的凹坑，使得(a)通過寫入新凹坑擦除原有比特序列(d0，d1，d2，...，)中的任何過量凹坑，(b)一個(gè)凹坑保留在要記錄值x的編碼比特(bi)的每個(gè)位置，(c)通過寫入另一個(gè)新的凹坑擦除除了要記錄值x的編碼比特(bi)的位置之外的、在所述系列中的位置寫入的任何新凹坑。
2.按照權(quán)利要求1的方法，包括讀取原有比特序列(d0，d1，d2，...，)的至少足夠部分來識(shí)別任何過量凹坑，這些過量凹坑不位于這樣的一組比特位置中，所述一組比特位置緊隨另一個(gè)過量凹坑，并且以要記錄編碼值x的編碼比特(bi)的下一個(gè)位置和在所述系列中的最后位置之后的比特位置的第一次出現(xiàn)結(jié)尾；對(duì)于所識(shí)別的每個(gè)過量凹坑，定義寫入?yún)^(qū)域?yàn)榫o隨那個(gè)凹坑的所述組的比特位置；對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域內(nèi)的比特位置，寫入新的凹坑以使得(a)在寫入?yún)^(qū)域的第一個(gè)r位置內(nèi)寫入一個(gè)新的凹坑，(b)在寫入?yún)^(qū)域的最后位置寫入一個(gè)新的凹坑，(c)通過在寫入?yún)^(qū)域內(nèi)寫入的另一個(gè)新的凹坑擦除在除了寫入?yún)^(qū)域的最后位置之外的區(qū)域?qū)懭氲娜魏涡碌陌伎印?br> 3.按照權(quán)利要求2的方法，包括對(duì)于不在寫入?yún)^(qū)域中的比特位置，在要記錄值x的編碼比特(bi)的任何比特位置寫入一個(gè)新的凹坑。
4.按照權(quán)利要求2或3的方法，包括當(dāng)前進(jìn)通過所述系列的比特位置時(shí)，如果有下列條件則至少讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置記錄值x的編碼比特(bi)，(b)當(dāng)前的位置不在記錄值x的編碼比特(bi)的位置的r比特位置內(nèi)，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的d比特位置內(nèi)，(c)當(dāng)置位時(shí)指示當(dāng)前位置在寫入?yún)^(qū)域中的寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)復(fù)位；如果通過讀取當(dāng)前位置來識(shí)別凹坑，則設(shè)置下一個(gè)比特位置的寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)；當(dāng)在寫入?yún)^(qū)域的最后位置寫入新的凹坑時(shí)，復(fù)位下一個(gè)比特位置的寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其中r＝1，包括當(dāng)前進(jìn)通過所述系列時(shí)，對(duì)于直到在系列中的最后比特位置之后的位置的比特位置，如果滿足下列條件中的任何一個(gè)則在當(dāng)前比特位置寫入一個(gè)新的凹坑(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)；(b)置位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
6.按照權(quán)利要求5的方法，包括當(dāng)前進(jìn)通過所述系列時(shí)，如果滿足下列條件則讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)，(b)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
7.按照權(quán)利要求5的方法，包括當(dāng)前進(jìn)通過所述系列時(shí)，如果滿足下列條件則讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)，(b)當(dāng)前的位置不是記錄值x的編碼比特(bi)的位置之后位置，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的凹坑的d比特位置內(nèi)；(c)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
8.按照權(quán)利要求4的方法，其中r＝2，包括當(dāng)前進(jìn)通過所述系列時(shí)對(duì)于不在寫入?yún)^(qū)域內(nèi)的當(dāng)前比特位置，如果要在那個(gè)位置記錄值x的編碼比特(bi)則在當(dāng)前位置寫入一個(gè)新的凹坑；對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域中的一組比特位置，以寫入?yún)^(qū)域的前兩個(gè)位置開始并且以在寫入?yún)^(qū)域的最后位置的新凹坑的寫入結(jié)束來在至少每兩個(gè)比特位置寫入一個(gè)新的凹坑。
9.按照權(quán)利要求8的方法，包括當(dāng)前進(jìn)通過在所述系列中的前兩個(gè)位置之后的比特位置時(shí)，如果滿足下列條件則讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)，(b)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
10.按照權(quán)利要求8的方法，包括當(dāng)前進(jìn)通過在所述系列中的前兩個(gè)位置之后的比特位置時(shí)，如果滿足下列條件則讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)，(b)當(dāng)前的位置不在跟隨記錄值x的編碼比特(bi)的位置的2比特位置內(nèi)，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的凹坑的d比特位置內(nèi)；(c)寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)被復(fù)位。
11.按照權(quán)利要求1-4中的任何一個(gè)的方法，其中r＝1。
12.按照權(quán)利要求5、6、7和11的任何一個(gè)的方法，其中d＝1。
13.按照權(quán)利要求1-4中的任何一個(gè)的方法，其中r＝2。
14.按照權(quán)利要求8、9、10和13中的任何一個(gè)的方法，其中d＝2。
15.按照前面的權(quán)利要求中的任何一個(gè)的方法，其中x＝1。
16.一種用于在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件(1)中控制數(shù)據(jù)重寫的裝置，其中通過在表面(5)上的比特位置上的、由所述器件的探針機(jī)構(gòu)(2)在存儲(chǔ)器表面(5)上形成的凹坑的有無來表示數(shù)據(jù)比特，所述比特位置相間以使得在比特位置寫入凹坑來擦除在相鄰比特位置r距離內(nèi)的先前寫入的凹坑，其中r是大于等于1的預(yù)定數(shù)。所述裝置包括編碼器(70)，用于編碼要存儲(chǔ)在所述器件中的輸入數(shù)據(jù)，以使得在編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)中的值x的連續(xù)比特被值x的至少d個(gè)比特分離，其中d是大于等于r的預(yù)定數(shù)；讀取/寫入控制器(6)，用于控制探針機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的讀和寫，所述讀取/寫入控制器配置成讀取由編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)重寫的原有比特序列(d0，d1，d2，...，)的至少足夠部分以定位任何過量的凹坑，其中過量凹坑是不在值x的編碼比特(bi)要記錄的位置的r比特位置內(nèi)的凹坑，前進(jìn)通過要記錄編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)的系列比特位置，以便在足夠的位置進(jìn)行新的凹坑的寫入，使得(a)通過寫入新凹坑擦除原有比特序列(d0，d1，d2，...，)中的任何過量凹坑，(b)比特保留在要記錄值x的編碼比特(bi)的每個(gè)位置，(c)通過寫入另一個(gè)新的凹坑擦除除了要記錄值x的編碼比特(bi)的位置之外的、在所述系列中的位置寫入的任何新凹坑。
17.一種基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置(1)，包括存儲(chǔ)器表面(5)；探針機(jī)構(gòu)(2)，用于通過在其中形成凹坑來在存儲(chǔ)器表面(5)上記錄數(shù)據(jù)，以便通過在表面(5)上的比特位置上的凹坑的有無來表示數(shù)據(jù)，所述比特位置相間以便在比特位置寫入凹坑來擦除在相鄰比特位置r距離內(nèi)的先前寫入的凹坑，其中r是大于等于1的預(yù)定數(shù)，探針機(jī)構(gòu)還用于從存儲(chǔ)器表面(5)讀取數(shù)據(jù)；編碼器(7)，用于編碼由所述裝置(1)存儲(chǔ)的輸入數(shù)據(jù)，以便通過值x的至少d比特來分離在編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)中的值x的連續(xù)比特，其中d是大于等于r的預(yù)定數(shù)；讀取/寫入控制器(6)，用于控制探針機(jī)構(gòu)(2)對(duì)數(shù)據(jù)的讀和寫，所述讀取/寫入控制器(6)配置成讀取由編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)重寫的原有比特序列(d0，d1，d2，...，)的至少足夠部分以定位任何過量的凹坑，其中過量凹坑是不在值x的編碼比特(bi)要記錄的位置的r比特位置內(nèi)的凹坑；前進(jìn)通過要記錄編碼的比特序列(b0，b1，b2，...，)的系列比特位置，以便在足夠的位置進(jìn)行新的凹坑的寫入，使得(a)通過寫入新凹坑擦除原有比特序列(d0，d1，d2，...，)中的任何過量凹坑，(b)凹坑保留在要記錄值x的編碼比特(bi)的每個(gè)位置，(c)通過寫入另一個(gè)新的凹坑擦除除了要記錄值x的編碼比特(bi)的位置之外的、在所述系列中的位置寫入的任何新凹坑。
18.按照權(quán)利要求16或17所述的裝置，其中所述讀取/寫入控制器(6)配置成進(jìn)行對(duì)原有比特序列(d0，d1，d2，...，)的至少足夠部分的讀取，來識(shí)別任何過量凹坑，這些過量凹坑不位于這樣的一組比特位置中，所述一組比特位置緊隨另一個(gè)過量凹坑并且以要記錄編碼值x的編碼比特(bi)的下一個(gè)位置和在所述系列中的最后位置之后的比特位置的第一次出現(xiàn)結(jié)尾；對(duì)于所識(shí)別的每個(gè)過量凹坑，定義寫入?yún)^(qū)域?yàn)榫o隨那個(gè)凹坑的所述組的比特位置；對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域內(nèi)的比特位置，寫入新的凹坑以使得(a)在寫入?yún)^(qū)域的第一個(gè)r位置內(nèi)寫入一個(gè)新的凹坑，(b)在寫入?yún)^(qū)域的最后位置寫入一個(gè)新的凹坑，(c)通過在寫入?yún)^(qū)域內(nèi)寫入的另一個(gè)新的凹坑擦除在除了寫入?yún)^(qū)域的最后位置之外的區(qū)域?qū)懭氲娜魏涡碌陌伎印?br> 19.按照權(quán)利要求18的裝置，其中所述讀取/寫入控制器(6)配置成對(duì)于不在寫入?yún)^(qū)域中的比特位置，讀取/寫入控制器(6)在要記錄值x的編碼比特(bi)的任何比特位置寫入一個(gè)新的凹坑。
20.按照權(quán)利要求18或19得裝置，其中所述讀取/寫入控制器(6)配置成當(dāng)前進(jìn)通過所述系列的比特位置時(shí)，如果有下列條件則至少讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置記錄值x的編碼比特(bi)，(b)當(dāng)前的位置不在記錄值x的編碼比特(bi)的位置的r比特位置內(nèi)，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的d比特位置內(nèi)，(c)當(dāng)被置位時(shí)指示當(dāng)前位置在寫入?yún)^(qū)域中的寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)被復(fù)位；如果通過讀取當(dāng)前位置來識(shí)別凹坑，則設(shè)置下一個(gè)比特位置的寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)；當(dāng)在寫入?yún)^(qū)域的最后位置寫入新的凹坑時(shí)，復(fù)位下一個(gè)比特位置的寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
21.按照權(quán)利要求20的裝置，其中r＝1，所述讀取/寫入控制器(6)配置成當(dāng)前進(jìn)通過所述系列時(shí)，對(duì)于直到在系列中的最后比特位置之后的位置的比特位置，如果滿足下列條件中的任何一個(gè)則讀取/寫入控制器(6)在當(dāng)前比特位置寫入一個(gè)新的凹坑(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)；(b)置位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
22.按照權(quán)利要求21得裝置，其中所述讀取/寫入控制器(6)配置成當(dāng)前進(jìn)通過所述系列時(shí)，如果滿足下列條件則讀取/寫入控制器(6)讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)，(b)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
23.按照權(quán)利要求21的裝置，其中所述讀取/寫入控制器(6)配置成當(dāng)前進(jìn)通過所述系列時(shí)，如果滿足下列條件則讀取/寫入控制器(6)讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)，(b)當(dāng)前的位置不是記錄值x的編碼比特(bi)的位置之后位置，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的凹坑的d比特位置內(nèi)；(c)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
24.按照權(quán)利要求20的裝置，其中r＝2，所述讀取/寫入控制器(6)配置成當(dāng)前進(jìn)通過所述系列時(shí)對(duì)于不在寫入?yún)^(qū)域內(nèi)的當(dāng)前比特位置，如果要在那個(gè)位置記錄值x的編碼比特(bi)則讀取/寫入控制器(6)在當(dāng)前位置寫入一個(gè)新的凹坑；對(duì)于在寫入?yún)^(qū)域中的一組比特位置，讀取/寫入控制器(6)以寫入?yún)^(qū)域的前兩個(gè)位置開始并且以在寫入?yún)^(qū)域的最后位置的新凹坑的寫入結(jié)束來在至少每兩個(gè)比特位置寫入一個(gè)新的凹坑。
25.按照權(quán)利要求24的裝置，其中所述讀取/寫入控制器(6)配置成當(dāng)前進(jìn)通過在所述系列中的前兩個(gè)位置之后的比特位置時(shí)，如果滿足下列條件則讀取/寫入控制器(6)讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)，(b)復(fù)位寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)。
26.按照權(quán)利要求24的裝置，其中所述讀取/寫入控制器(6)配置成當(dāng)前進(jìn)通過在所述系列中的前兩個(gè)位置之后的比特位置時(shí)，如果滿足下列條件則讀取/寫入控制器(6)讀取當(dāng)前比特位置(a)在當(dāng)前位置要記錄值x的編碼比特(bi)，(b)當(dāng)前的位置不在跟隨記錄值x的編碼比特(bi)的位置的2比特位置內(nèi)，并且不在通過讀取前一個(gè)位置而識(shí)別的凹坑的d比特位置內(nèi)；(c)寫入?yún)^(qū)域指示符(wa)被復(fù)位。
27.按照權(quán)利要求16-26中的任何一個(gè)的裝置，包括解碼器(8)，用于解碼從存儲(chǔ)器表面(5)讀取的編碼比特序列(b0，b1，b2，...，)，解碼器(8)配置成實(shí)現(xiàn)由所述編碼器(7)實(shí)現(xiàn)的代碼反轉(zhuǎn)。
全文摘要
提供用于在基于探針的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件(1)中重寫數(shù)據(jù)的方法和裝置，其中通過在存儲(chǔ)器表面(5)上的比特位置上凹坑的有無來表示數(shù)據(jù)比特，所述凹坑由所述器件的探針機(jī)構(gòu)(2)在存儲(chǔ)器表面(5)上形成。編碼輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生編碼的比特序列(b
文檔編號(hào)G11B9/00GK1505025SQ0315971
公開日2004年6月16日 申請日期2003年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月28日
發(fā)明者西奧多·安托納科波洛斯, 查里蘭波斯·波齊迪斯, 伊萬杰洛斯·埃利夫塞里奧, 波斯 波齊迪斯, 洛斯 埃利夫塞里奧, 西奧多 安托納科波洛斯 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司