Модуляция от восьми до четырнадцати - Eight-to-fourteen modulation

Модуляция от восьми до четырнадцати (EFM) - это метод кодирования данных - формально линейный код - использован компакт-диски (CD), лазерные диски (LD) и предварительноПривет-MD Мини-диски. EFMPlus это связанный код, используемый в DVD и Супер аудио компакт-диски (SACD).

EFM и EFMPlus были изобретены Кис А. Шухамер Имминк. В соответствии с Европейское патентное ведомство Предыдущий президент Бенуа Баттистелли, «Изобретение Имминком EFM внесло решающий вклад в цифровую революцию».[1]

Технологическая классификация

EFM[2] принадлежит к классу ОКРУГ КОЛУМБИЯ -свободный длина тиража ограничена (RLL) коды; у них есть два следующих свойства:

  • спектр (функция плотности мощности ) закодированной последовательности исчезает на низкочастотном конце, а
  • как минимальное, так и максимальное количество последовательных битов одного и того же типа находятся в указанных пределах.[3][4]

В оптических системах записи сервомеханизмы точно следовать траектории в трех измерениях: радиальном, фокусном и вращательном. Повреждения при повседневном обращении, такие как пыль, отпечатки пальцев и крошечные царапины, не только влияют на извлекаемые данные, но и нарушают работу сервопривода. В некоторых случаях сервоприводы могут пропускать треки или зависать. Определенные последовательности питов и лэндов особенно подвержены дефектам диска, и возможность воспроизведения диска может быть улучшена, если такие последовательности запрещены для записи. Использование EFM позволяет получить диск, который очень устойчив в обращении и очень эффективно решает инженерные задачи.

Как это устроено

Согласно правилам EFM, данные, которые необходимо сохранить, сначала разбиваются на восьмибитовые блоки (байты). Каждый восьмибитовый блок преобразуется в соответствующее четырнадцатибитовое кодовое слово с использованием Справочная таблица.

14-битные слова выбираются таким образом, чтобы двоичные единицы всегда разделялись минимум двумя и максимум десятью двоичными нулями. Это потому, что биты кодируются с помощью Кодировка NRZI, или же по модулю -2, так что двоичная единица сохраняется на диске как переход от земли к яме или ямы к земле, в то время как двоичный ноль обозначается без изменений. Последовательность 0011 будет изменена на 1101 или ее инверсию 0010 в зависимости от предыдущей записанной пита. Если между двумя единицами есть два последовательных нуля, то записанная последовательность будет иметь три последовательных нуля (или единицы), например, 010010 преобразуется в 100011 (или 011100). Последовательность EFM 000100010010000100 преобразуется в 111000011100000111 (или его обратную последовательность).

Поскольку EFM гарантирует наличие как минимум двух нулей между каждыми двумя единицами, гарантируется, что каждая впадина и площадка имеют длину не менее трех тактов битовой синхронизации. Это свойство очень полезно, поскольку снижает требования к оптическому датчику, используемому в механизме воспроизведения. Максимум из десяти последовательных нулей обеспечивает наихудший случай. восстановление часов в плеере.

EFM требует трех бита слияния между соседними четырнадцатибитовыми кодовыми словами. Хотя они не нужны для декодирования, они гарантируют, что последовательные кодовые слова могут быть объединены без нарушения указанного ограничения минимальной и максимальной длины прогона. Они также выбраны для поддержания Баланс постоянного тока кодированной последовательности. Таким образом, в конечном итоге семнадцать бит дискового пространства необходимы для кодирования восьми бит данных.[5]

EFMPlus

EFMPlus[6][7] код канала, используемый в DVD и SACD.

Кодер EFMPlus основан на детерминированный конечный автомат имеющий четыре состояния, который преобразует восьмибитовые входные слова в шестнадцатибитовые кодовые слова. Двоичная последовательность, генерируемая кодировщиком конечного автомата, имеет не менее двух и не более десяти нулей между последовательными единицами, что аналогично классическому EFM. Здесь нет битов упаковки (слияния), как в классическом EFM.

EFMPlus эффективно снижает требования к хранилищу на один бит канала на пользовательский байт, увеличивая емкость хранилища на 1/16 = 6,25%. Декодирование сгенерированных EFMPlus последовательностей выполняется декодером скользящих блоков длины два, то есть требуются два последовательных кодовых слова для однозначного восстановления последовательности входных слов.

Рекомендации

  1. ^ EPO. «Пионер цифровой революции: Корнелис Шухамер Имминк, разработчик кодирования для CD, DVD и Blu-ray Disc, назван финалистом премии European Inventor Award». Получено 2015-06-07.
  2. ^ Патент США 4,501,000, Патент EFM, поданный в Компакт-диск, CD-R, MiniDisc.
  3. ^ Кис Шухамер Имминк (Декабрь 1990 г.). «Последовательности с ограниченной длиной цикла». Труды IEEE. 78 (11): 1745–1759. Дои:10.1109/5.63306. Приведено подробное описание ограничивающих свойств последовательностей с ограниченной длиной серии.
  4. ^ Кис А. Шухамер Имминк (Ноябрь 2004 г.). Коды для систем массового хранения данных (Вторая полностью переработанная ред.). Эйндховен, Нидерланды: Издательство Shannon Foundation. ISBN  90-74249-27-2. Получено 2015-08-23.
  5. ^ Текла С. Перри."Кис Имминк: человек, положивший конец компакт-дискам".2017.quote: «Каждую последовательность разделяют три бита слияния, всего 17 бит для представления каждого 8-битного фрагмента данных».
  6. ^ Кис Шухамер Имминк (1995). «EFMPlus: формат кодирования мультимедийного компакт-диска». IEEE Transactions по бытовой электронике. CE-41: 491–497. Описывается альтернатива EFM с высокой плотностью размещения.
  7. ^ Патент США 5696505, Патент EFMPlus, поданный в DVD, DVD ± RW, SACD

внешняя ссылка

Связанные сайты