Osm na čtrnáct modulace - Eight-to-fourteen modulation

Osm na čtrnáct modulace ( EFM ) je technika kódování dat - formálně line code - používaná u kompaktních disků (CD), laserových disků (LD) a mini disků před Hi-MD . EFMPlus je související kód používaný na DVD a Super Audio CD (SACD).

EFM a EFMPlus vynalezl Kees A. Schouhamer Immink . Podle bývalého prezidenta Evropského patentového úřadu Benoîta Battistelliho „Imminkův vynález EFM rozhodujícím způsobem přispěl k digitální revoluci“.

Technologická klasifikace

EFM patří do třídy DC ' -Zdarma úsekového omezených (RLL) kódy; mají následující dvě vlastnosti:

  • spektrum ( funkce hustoty výkonu ) kódované sekvence zmizí na nízkofrekvenčním konci a
  • minimální i maximální počet po sobě jdoucích bitů stejného druhu jsou v určených mezích.

V optických záznamových systémech servomechanismy přesně sledují stopu ve třech rozměrech: radiální, zaostřovací a rychlost otáčení. Každodenní poškození při manipulaci, jako je prach, otisky prstů a drobné škrábance, ovlivňuje nejen získaná data, ale také narušuje funkce serva. V některých případech mohou serva přeskočit stopy nebo se zaseknout. Specifické sekvence jam a zemí jsou obzvláště náchylné k defektům disku a hratelnost disku lze zlepšit, pokud je těmto sekvencím zabráněno v záznamu. Použití EFM vytváří disk, který je vysoce odolný vůči manipulaci a řeší technickou výzvu velmi efektivním způsobem.

Jak to funguje

Podle pravidel EFM jsou data, která mají být uložena, nejprve rozdělena do osmibitových bloků (bajtů). Každý osmibitový blok je pomocí vyhledávací tabulky přeložen do odpovídajícího čtrnáctibitového kódového slova .

14bitová slova jsou volena tak, že binární jsou vždy oddělena minimálně dvěma a maximálně deseti binárními nulami. Je to proto, že bity jsou kódovány kódováním NRZI nebo integrací modulo -2, takže binární je uložen na disku jako změna ze země do jámy nebo z jámy na zemi, zatímco binární nula je označena žádným změna. Sekvence 0011 by se změnila na 1101 nebo její inverzní 0010 v závislosti na předchozí zapsané jámě. Pokud existují dvě po sobě jdoucí nuly mezi dvěma, pak bude mít zapsaná sekvence tři po sobě jdoucí nuly (nebo jedničky), například 010010 se převede na 100011 (nebo 011100). Sekvence EFM 000100010010000100 se převede na 111000011100000111 (nebo její inverzní).

Vzhledem k tomu, že EFM zajišťuje, že mezi dvěma dvěma jsou alespoň dvě nuly, je zaručeno, že každá jáma a přistání jsou dlouhé alespoň tři cykly bitových hodin. Tato vlastnost je velmi užitečná, protože snižuje nároky na optický snímač použitý v mechanismu přehrávání. Deset po sobě jdoucích nula maximum zajišťuje nejhorší zotavení hodin v přehrávači.

EFM vyžaduje tři slučovací bity mezi sousedními čtrnáctibitovými kódovými slovy. Ačkoli nejsou pro dekódování potřeba, zajišťují, že lze po sobě jdoucí kódová slova zřetězit, aniž by došlo k porušení zadaného omezení minimální a maximální délky běhu. Jsou také vybrány pro udržení stejnosměrné rovnováhy kódované sekvence. V konečné analýze je tedy k kódování osmi bitů dat zapotřebí sedmnáct bitů diskového prostoru.

EFMPlus

EFMPlus je kód kanálu používaný na DVD a SACD .

Kodér EFMPlus je založen na deterministickém konečném automatu se čtyřmi stavy, který převádí osmibitová vstupní slova na šestnáctibitová kódová slova. Binární sekvence generovaná kodérem stroje s konečným stavem má alespoň dvě a nejvýše deset nul mezi po sobě jdoucími, což je stejné jako v klasickém EFM. Neexistují žádné balicí (slučovací) bity jako v klasickém EFM.

EFMPlus účinně snižuje požadavky na úložiště o jeden bit kanálu na bajt uživatele a zvyšuje kapacitu úložiště o 1/16 = 6,25%. Dekódování sekvencí generovaných EFMPlus se provádí dekodérem posuvného bloku o délce dva, to znamená, že jsou zapotřebí dvě po sobě jdoucí kódová slova, aby se jednoznačně rekonstituovala posloupnost vstupních slov.

Reference

  1. ^ EPO. „Průkopník digitální revoluce: Kornelis Schouhamer Immink, vývojář kódování CD, DVD a Blu-ray Disc, jmenován finalistou ceny European Inventor Award“ . Citováno 2015-06-07 .
  2. ^ US Patent 4,501,000 , EFM Patent, aplikovaný na Compact Disc , CD-R , MiniDisc .
  3. ^ Kees Schouhamer Immink (prosinec 1990). "Sekvence s omezenou délkou běhu" . Sborník IEEE . 78 (11): 1745–1759. doi : 10,1109 / 5,63306 . Podrobný popis poskytuje omezující vlastnosti sekvencí s omezenou délkou běhu.
  4. ^ Kees A. Schouhamer Immink (listopad 2004). Kódy pro systémy hromadného ukládání dat (druhé plně přepracované vydání). Eindhoven, Nizozemsko: Vydavatelé nadace Shannon. ISBN   90-74249-27-2 . Citováno 2015-08-23 .
  5. ^ Tekla S. Perry. „Kees Immink: Muž, který dal na trať kompaktní disky“ . 2017. citát: „Tři slučující se bity oddělují každou sekvenci, celkem tedy 17 bitů představuje každý 8bitový kus dat.“
  6. ^ Kees Schouhamer Immink (1995). "EFMPlus: Formát kódování kompaktního disku MultiMedia" . Transakce IEEE na spotřební elektroniku . CE-41: 491–497. Je popsána alternativa k EFM s vysokou hustotou.
  7. ^ Patent USA 5 696 505 , patent EFMPlus, aplikovaný na DVD , DVD ± RW , SACD

externí odkazy

Související webové stránky