stringtranslate.com

Модуляция от восьми до четырнадцати

Модуляция от восьми до четырнадцати ( EFM ) — это метод кодирования данных (формально это линейный код ), используемый компакт-дисками (CD), лазерными дисками (LD) и мини-дисками до Hi-MD . EFMPlus — это родственный 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

EFM [2] принадлежит к классу кодов с ограниченной длиной серии без постоянного тока (RLL); они имеют следующие два свойства:

В системах оптической записи сервомеханизмы точно следуют за дорожкой в ​​трех измерениях: радиальном, фокусном и скорости вращения. Повреждения, возникающие при повседневном обращении, такие как пыль, отпечатки пальцев и крошечные царапины, не только влияют на полученные данные, но и нарушают функции сервопривода. В некоторых случаях сервоприводы могут пропускать дорожки или застревать. Определенные последовательности питов и лендов особенно подвержены дефектам диска, и воспроизводимость диска можно улучшить, если запретить запись таких последовательностей. Использование EFM позволяет получить диск, который очень устойчив к обращению и очень эффективно решает инженерные задачи.

Как это работает

Согласно правилам EFM сохраняемые данные сначала разбиваются на восьмибитные блоки (байты). Каждый восьмибитный блок преобразуется в соответствующее четырнадцатибитное кодовое слово с помощью справочной таблицы .

14-битные слова выбираются таким образом, чтобы двоичные единицы всегда были разделены минимум двумя и максимум десятью двоичными нулями. Это связано с тем, что биты кодируются с помощью кодировки NRZI или интеграции по модулю -2, так что двоичная единица сохраняется на диске как переход от земли к яме или от ямы к земле, тогда как двоичный ноль обозначается знаком no. изменять. Последовательность 0011 будет изменена на 1101 или обратную ей 0010 в зависимости от предыдущей записанной ямы. Если между двумя единицами стоят два последовательных нуля, то записанная последовательность будет иметь три последовательных нуля (или единицы), например, 010010 переводится в 100011 (или 011100). Последовательность EFM 000100010010000100 преобразуется в 111000011100000111 (или обратное).

Поскольку EFM гарантирует наличие как минимум двух нулей между каждыми двумя единицами, гарантируется, что каждая яма и земля имеют длину не менее трех тактовых циклов. Это свойство очень полезно, поскольку снижает требования к оптическому датчику, используемому в механизме воспроизведения. Максимум из десяти последовательных нулей обеспечивает восстановление тактовой частоты плеера в наихудшем случае .

EFM требует трех битов слияния между соседними четырнадцатибитными кодовыми словами. Хотя они не нужны для декодирования, они гарантируют, что последовательные кодовые слова могут быть объединены без нарушения заданного ограничения минимальной и максимальной длины серии. Они также выбираются для поддержания баланса постоянного тока кодируемой последовательности. Таким образом, в конечном итоге для кодирования восьми бит данных необходимо семнадцать бит дискового пространства. [5]

ЭФМПлюс

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

Кодер EFMPlus основан на детерминированном конечном автомате с четырьмя состояниями, который преобразует восьмибитные входные слова в шестнадцатибитные кодовые слова. Двоичная последовательность, генерируемая шифратором 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 памяти на один канальный бит на пользовательский байт, увеличивая емкость хранилища на 1/16 = 6,25%. Декодирование последовательностей, сгенерированных EFMPlus, осуществляется декодером скользящего блока длиной два, то есть для однозначного восстановления последовательности входных слов требуются два последовательных кодовых слова.

Рекомендации

  1. ^ ЭПО. «Пионер цифровой революции: Корнелис Шухамер Имминк, разработчик кодирования дисков CD, DVD и Blu-ray, назван финалистом Европейской премии изобретателей» . Проверено 7 июня 2015 г.
  2. ^ Патент США 4 501 000 , патент EFM, применен к компакт-дискам , CD-R , мини-дискам .
  3. ^ Кес Шухамер Имминк (декабрь 1990 г.). «Последовательности с ограниченной длиной». Труды IEEE . 78 (11): 1745–1759. дои : 10.1109/5.63306. Дано подробное описание ограничивающих свойств последовательностей с ограниченной длиной.
  4. ^ Кес А. Шухамер Имминк (ноябрь 2004 г.). Коды для систем массового хранения данных (Второе полностью переработанное издание). Эйндховен, Нидерланды: Издательство Shannon Foundation. ISBN 90-74249-27-2. Проверено 23 августа 2015 г.
  5. ^ Текла С. Перри. «Кис Имминк: человек, который поставил на путь компакт-диски». 2017. цитата: «Каждую последовательность разделяют три бита слияния, всего 17 бит для представления каждого 8-битного фрагмента данных».
  6. ^ Кес Шухамер Имминк (1995). «EFMPlus: формат кодирования мультимедийного компакт-диска». Транзакции IEEE по бытовой электронике . CE-41: 491–497. Описана высокоплотная альтернатива EFM.
  7. ^ Патент США 5 696 505 , патент EFMPlus, применен к DVD , DVD±RW , SACD.

Внешние ссылки

Похожие сайты