Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

Orbis pictus 21. století Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky CD, DVD přehrávače: Elektronické obvody Obor:Elektrikář Ročník: 3. Vypracoval:Ing. Martin Slanina, Ph.D. OB21-OP-EL-ELZ-SLA-U-3-007

CD: struktura dat Nejmenší jednotkou dat je rámec, který obsahuje 24 datových bajtů: šest kompletních 16-bitových stereo vzorků (2 bajty x 2 kanály x 6 vzorků = 24 bajtů dat) Protichybové zabezpečení a synchronizace (viz. dále) přidávají dalších 9 bajtů (24 bajtů dat + 9 bajtů = 33 bajtů) Pomocí modulace osm ku čtyřem (EFM, viz. dále) se každé osmibitové slovo převede na čtrnáctibitový kód. Mezi jednotlivá kódová slova se vkládají 3 spojovací bity (8 bitů => 17 bitů) Nakonec se přidá 27-bitové synchronizační slovo => 24 bajtů (192 bitů) dat je při záznamu kódováno do: (33 x 17) + 27 = 588 bajtů - tj. nárůst na 306 %

CD: kanálové kódování Kanálové kódování zajišťuje přizpůsobení zaznamenávaných dat přenosovému médiu a zabezpečuje detekci a korekci náhodných a shlukových chyb. skramblování kódování C2 prokládání kódování C1 parita EFM modulace deskramblování sekód. C2 prokládání dekód. C1 parita EFM demod. data Kanálové kódování Kanálové dekódování

CD: korekce chyb Pro korekci chyb se v systému CD používá technika „CIRC“: Cross-Interleaved Reed Solomon Coding 24 bajtů dat (1 rámec) vstupuje do kodéru. Kodér C2 přidává další 4 paritní (kontrolní) bajty. V prokladači se mění pořadí bajtů mezi 108 po sobě následujícími rámci. Tím se přemění shlukové chyby na chyby náhodné (shluky chyb = chyby v několika po sobě jdoucích bajtech se špatně opravují) Kodér C1 přidává další 4 paritní bajty. skramblování kódování C2 prokládání kódování C1 parita EFM modulace

CD: EFM modulace EFM (Eight to Fourteen Modulation) – modulace osm ku čtrnácti. Cílem je změnit strukturu dat zapisovaných na disk tak, aby: 1 (jedničky binárního zápisu) byly odděleny nejméně dvěma a nejvýše deseti nulami. Důvod: pro fyzický zápis se používá NRZI modulace - binární 1 je zaznamenána jako změna (land->pit nebo pit-> land), - binární 0 je zaznamenána jako stav beze změny. => pro zápis opakujících se jedniček je potřeba zaznamenat velmi malé plošky, což nevhodně zvyšuje nároky na čtecí zařízení Řešení: Osmibitové slovo je před záznamem převedeno na 14-bitový kód, který splňuje výše uvedené požadavky. Pro realizaci se používá vyhledávácí tabulka. Aby byly zajištěny požadavky na počet nul mezi binárními jedničkami, vkládá se mezi jednotlivá 14-bitová kódová slova 3-bitová sekvence „spojovacích bitů“. => každých 8 bitů dat je zaznamenáno na 17 bitech místa na disku. EFM modulace

CD: EFM modulace Časový průběh EFM signálu lze snadno zkontrolovat s využitím osciloskopu: připojení na výstupní svorky vysokofrekvenčního zesilovače. V případě nefunkčního zaostření paprsku nebo sledování stopy nebude na výstupu zesilovače signál k dispozici. zesilovač blok optického snímání sonda osciloskop k digitálnímu signálovému procesoru

DVD: struktura dat Nejmenší jednotkou dat je uživatelský sektor (2048 bajtů). Ke každému sektoru se přidává celkem 16 bajtů dat identifikačních informací (číslo sektoru, copyright, …) Korekce chyb je podobná jako u CD: jsou použity dva Reed-Solomonovy blokové kódy s prokladačem. Po přidání paritních informací je velikost uživatelského sektoru 2418 bajtů. Namísto EFM (8/14 modulace) se u DVD používá modulace 8/14 (EFMPlus, viz. dále). => fyzická velikost každého sektoru je 4836 bajtů (236 % velikosti uživatelského sektoru)

DVD: kanálové kódování EFMPlus Metoda EFMPlus je založena na stavovém automatu. Osmibitová slova se převádí do šestnáctibitových kódových slov. Přitom platí podmínka stejná jako pro EFM: mezi po sobě následujícími binárním jedničkami musí být nejméně 2 a nejméně 10 nul. Ve vyhledávací tabulce je kromě příslušného 16-bitového slova uveden příští stav stavového automatu. Díky ošetření po sobě následujících kódových slov není nutné vkládat spojovací bity.

Integrované obvody V současné době jsou dostupné integrované obvody, sdružující funkci pro řízení servomotorů a zpracování signálu z optického snímače. Pro ilustraci: blokové schéma Philips SAA7327 pro CD

[1]ECMA. Data Interchange in Read-Only 120 mm Optical Data Disks (CD-ROM). Standard ECMA – 130, 2nd Ed. Geneva (Switzerland), [2]YAMAUCHI, H. et al. A 24-Speed CIRC decoder for a CD-DSP/CD-ROM decoder LSI. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 1997, vol. 43, no. 3, p [3]DAVIDSON, H. L. Consumer Electronics Troubleshooting and Repair Handbook. New York: McGraw-Hill, [4]Philips Semiconductors. SAA7327 Digital Servo Processor and Compact Disc Decoder with Integrated DAC for Video CD (CD7 II) – katalogový list. Eindhoven: Philips, Literatura

Děkuji Vám za pozornost Martin Slanina Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010