Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Модуляция от восьми до четырнадцати ( EFM ) - это метод кодирования данных - формально линейный код - используемый компакт-дисками (CD), лазерными дисками (LD) и мини- дисками до Hi-MD . EFMPlus - это связанный код, используемый в DVD и Super Audio CD (SACD).

EFM и EFMPlus были изобретены Кисом А. Шухамером Имминком . По словам бывшего президента Европейского патентного ведомства Бенуа Баттистелли , «изобретение Имминком EFM внесло решающий вклад в цифровую революцию». [1]

Технологическая классификация [ править ]

ЭСМ [2] принадлежит к классу DC -Free длины серий ограниченного (RLL) коды; у них есть два следующих свойства:

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

В системах оптической записи сервомеханизмы точно следуют за траекторией 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 работает [ править ]

Согласно правилам EFM, данные, которые должны быть сохранены, сначала разбиваются на восьмибитовые блоки (байты). Каждый восьмибитовый блок преобразуется в соответствующее четырнадцатибитовое кодовое слово с использованием таблицы поиска .

14-битные слова выбираются таким образом, чтобы двоичные единицы всегда разделялись минимум двумя и максимум десятью двоичными нулями. Это связано с тем, что биты кодируются с помощью кодирования NRZI или интегрирования по модулю -2, так что двоичный бит сохраняется на диске как изменение от земли к яме или ямы к земле, а двоичный ноль обозначается как менять. Последовательность 0011 будет изменена на 1101 или ее инверсию 0010 в зависимости от предыдущей записанной ямы. 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 ямка и площадка имеют длину не менее трех тактовых битов. Это свойство очень полезно, поскольку снижает требования к оптическому датчику, используемому в механизме воспроизведения. Максимум десять последовательных нулей обеспечивает восстановление тактовой частоты плеера в наихудшем случае .

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 выбираются для поддержания баланса постоянного тока кодированной последовательности. Таким образом, в конечном итоге семнадцать бит дискового пространства необходимы для кодирования восьми бит данных. [5]

EFMPlus [ править ]

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

Кодер EFMPlus основан на детерминированном конечном автомате с четырьмя состояниями, который преобразует восьмибитовые входные слова в шестнадцатибитовые кодовые слова. Двоичная последовательность, сгенерированная кодировщиком конечного автомата, имеет не менее двух и не более десяти нулей между последовательными единицами, что аналогично классической EFM. Здесь нет битов упаковки (слияния), как в классическом EFM.

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

Ссылки [ править ]

  1. ^ EPO. «Пионер цифровой революции: Корнелис Шухамер Имминк, разработчик кодирования для CD, DVD и Blu-ray дисков, назван финалистом European Inventor Award» . Проверено 7 июня 2015 .
  2. ^ Патент США 4,501,000 , Патент EFM, применяется в компакт-дисках , CD-R , мини -дисках .
  3. ^ Кеес Схаухамеры Имминк (декабрь 1990). «Последовательности с ограниченной длиной выполнения» . Труды IEEE . 78 (11): 1745–1759. DOI : 10.1109 / 5.63306 . Дается подробное описание ограничивающих свойств последовательностей с ограниченной длиной серии.
  4. ^ Kees A. Schouhamer Immink (ноябрь 2004). Коды для систем массового хранения данных (второе полностью пересмотренное издание). Эйндховен, Нидерланды: Издательство Shannon Foundation. ISBN 90-74249-27-2. Проверено 23 августа 2015 .
  5. ^ Текла С. Перри. «Кес Имминк: Человек, положивший конец компакт-дискам» . 2017. Цитата: «Каждую последовательность разделяют три бита слияния, всего 17 бит для представления каждого 8-битного блока данных».
  6. ^ Кеес Схаухамеры Имминк (1995). «EFMPlus: формат кодирования мультимедийного компакт-диска» . IEEE Transactions on Consumer Electronics . CE-41: 491–497. Описывается альтернатива EFM с высокой плотностью размещения.
  7. ^ Патент США 5696505 , Патент EFMPlus , применяется в DVD , DVD ± RW , SACD

Внешние ссылки [ править ]

Связанные сайты

  • Таблица преобразования модуляции из восьми в четырнадцать
  • Стандарт ECMA-130 CD-ROM, включая полное описание EFM
  • Стандарт ECMA-267 DVD-ROM, включая полное описание EFMPlus