2.2.4. Модифицированная частотная модуляция

В первых ленточных и дисковых накопителях применялось FM-кодирование; через некоторое время инженеры и математики нашли способ удвоить эффективность системы. Сравнительно простой вариант FM-кодирования ранее назывался кодированием с двойной плотностью, а сейчас называется модифицированной частотной модуляцией или MFM-кодироваписм, и наиболее распространен в дисковых накопителях для персональных компьютеров. Дискеты с маркой DSDD имеют две рабочие стороны (DoubleSided) и рассчитаны на двойную плотность (Double-Density) кодирования. Такое кодирование данных применяется во всех накопителях на гибких дисках и применялось в первом накопителе на жестких дисках для компьютера IBM PC/XT. Отметим, что в MFM-кодировании переходы синхронизации требуются только при отсутствии близко расположенных переходов данных. Следовательно, большинство сигналов синхронизации можно убрать и все-таки надежно знать, какие переходы несут данные, а какие — информацию о синхронизации. На рис. 2.7,в показано изменение намагниченности для того же набора данных, что и на рис. 2.7,6. Изменения сверху вниз или наоборот показывают переходы поля. На рис. 2.7,г показаны импульсы напряжения, возникающие в головке считывания. Отметим, что на рис. 2.7,6 имеется переход (синхронизации) в начале каждой битовой ячейки и еще один переход в середине битовой ячейки, который хранит двоичную единицу. В MFM-кодировании просто убирается максимум переходов синхронизации, но с возможностью восстановления записанных данных. Правило MFM-коднрования формулируется довольно просто. В FM-кодировании убираем все импульсы синхронизации, кроме случая, когда данная и предыдущая ячейки содержат двоичные нули. Все битовые ячейки, хранящие единицы, и ячейки сразу после них достаточно близки к переходу, поэтому только для синхронизации дополнительных переходов не нужно. Правило отделения при считывании сигналов синхронизации и данных также довольно простое. Необходимо различать только сигнал в начале битовой ячейки. Импульс синхронизации между двумя нулевыми битами) от сигнала в середине ячейки, означающего двоичную единицу. Минимальное и максимальное расстояния переходов в этом способе кодирования данных в два раза больше, чем в FM-коднровании. Минимальный промежуток удваивается, а данные в MFM-коднровашш требуют вдвое меньше длины дорожки — отсюда и появился термин "двойная плотность". FM-кодирование имеет только две частоты (f и 2f), а в MFM-кодировании есть три частоты (i\ 1.5f и 2f). Требование того, чтобы контроллер различал больше частот, означает, что электронные схемы и дисковые двигатели должны быть стабильнее, чем в FM-кодировании; оказалось, что удовлетворить это требование не так сложно.