1、* 1单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式高等学校 21世纪教材 多媒体技术教程 人民邮电出版社国防科学技术大学 版权所有第四章多媒体硬件环境* 2单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式高等学校 21世纪教材 多媒体技术教程 人民邮电出版社国防科学技术大学 版权所有4.1 光存储设备概述文 本动 画图 形影 像声 音4.1.1 光存储的类型只读型光存储系统 只读型光盘包括 LV和 CD-ROM等。 CD-ROM（ Compact Disc-Read Only Memory） 只读式压缩光盘，其技术来源于激光唱盘，形状也类似于激光唱盘，能够存储 650MB左右的数据。
2、用户只能从 CD-ROM读取信息，而不能往盘上写信息。4.1.1 光存储的类型只读型光存储系统只读型光驱只读型光盘4.1.1 光存储的类型一次写型光存储系统 一次写（ WORM） 光存储系统可一次写入，任意多次读出。 与 CD-ROM相比，它具有由用户自己确定记录内容的优点。一次写型光驱一次写型光盘4.1.1 光存储的类型可重写型光存储系统 可重写光盘（ E-R/W， Rewritable或Erasable） 像硬盘一样可任意读写数据。 分为两种磁光型（ Magnetic Optical， 简称 MO）相变型（ Phase Change， 简称 PC） 两种形式。4.1.1 光存储的类型可重写
3、型光存储系统磁光型可重写光驱相变型可重写光驱与光盘4.1.2 光存储系统的技术指标尺寸 LV的直径为 12英寸（ 300mm） CD激光唱盘和 CD-ROM为 4.72英寸（ 120mm） WORM一次写光盘为 14.12英寸和 5.25英寸 可擦写光盘向小尺寸方向发展，主要尺寸为 5.25英寸和 3.5英寸。 4.1.2 光存储系统的技术指标容量 格式化容量格式化容量是指按某种光盘标准进行格式化后的容量。 对于 SONY的 SMO-D501光盘，若格式化使每个扇区为 1024B， 格式化容量是325MB， 而采用每扇区为 512B， 格式化容量只有 297MB。 4.1.2 光存储系统的技术
4、指标容量 用户容量用户容量是指盘片格式化后允许对盘片执行读写操作的容量。CD-ROM的容量为 550MB和 680MB。 由于光盘外圈 5mm区容易出错，所以有些 CD-ROM 的容量标为 550MB。 4.1.2 光存储系统的技术指标平均存取时间 平均存取时间是指从计算机向光盘驱动器发出命令开始，到光盘驱动器在光盘上找到需读 /写的信息的位置并接受读 /写命令为止的一段时间。 平均寻道时间光学头沿半径移动全程 1/3长度所需的时间为平均寻道时间。4.1.2 光存储系统的技术指标平均存取时间 平均等待时间盘片旋转半周的时间为平均等待时间。 把平均寻道时间、平均等待时间和读 /写光学头稳定时间相
5、加，就得到平均存取时间。 4.1.2 光存储系统的技术指标平均存取时间 平均等待时间盘片旋转半周的时间为平均等待时间。 把平均寻道时间、平均等待时间和读 /写光学头稳定时间相加，就得到平均存取时间。 4.1.2 光存储系统的技术指标数据传输率 数据传输率数据传输率一般是指单位时间内光盘驱动器送出的数据比特数。该数值与光盘转速和存储密度有关。 CD-ROM， 其数据传输率已从初期的 150KB/s提高到 6MB/s。 同步传输率、异步传输率和 DMA传输率 数据传输率也指控制器与主机之间的传输速率。它与接口规范和控制器内的缓冲器大小有关。 SCSI接口的同步传输率为 4MB/s， 异步传输率为
6、1.5MB/s。AT总线规定的 DMA方式的传输率为 1MB/s。4.1.2 光存储系统的技术指标数据传输率 突发传输率 光盘驱动器或控制器中都包含有一个 64K、256K或 512K的缓冲存储器。为了提高数据传输率，读数据过程中先把数据存入缓冲器，再进行集中传送；如果下次读取同一内容，就不必从光盘上去读取，直接把缓冲器中的数据传送给主机就可以了，这种传输率称为突发传输率。 4.1.2 光存储系统的技术指标数据传输率 持续传输率 当传送的数据量很大时，缓冲器就起不到提高传输率的作用了，这时的传输率称为持续传输率。4.1.2 光存储系统的技术指标误码率 采用复杂的纠错编码可以降低误码率。存储数字
7、或程序对误码率的要求高，存储图像或声音数据对误码率的要求较低。 CD-ROM要求的误码率为 10-12 10-16。平均无故障时间 (MTBP) 要求达到 25000小时。 4.1.3 光存储格式标准和类型什么是 CD-DACD-DA（ CD-Digital Audio） 是为激光数字音频唱盘制定的规格。它是 CD标准的第一个文本，属于红皮书（ Red Book） 规格。什么是 CD-ROMCD-ROM逻辑格式， 1988年正式作为国际标准IS09660， 黄皮书（ Yellow Book）。什么是 CD-GCD-G（ CD-Graphics） 是 1985年出现的遵循红皮书规格的光盘，主要用
8、于存储静止画面。4.1.3 光存储格式标准和类型什么是 CD-WORMCD-WORM（ CD-Write Once Read Many） 属于蓝皮书（ Blue Book） 规格，实现了光盘的一次写多次读的功能。什么是 CD-ICD-I（ CD-Interactive） 属于绿皮书（ Green Book） 规格。它在 CD-ROM规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方面的规定。 1988年出现了 CD-I交互式光盘系统， 1992年底出现了第二代 CD-I， 可播放互动式电影。4.1.3 光存储格式标准和类型什么是 CD-VCD-V（ CD-Video） 与 CD-G一样，是红皮书标准的
9、延伸，用于影碟机，其视频信号可以输出到电视机上。什么是 CD-ROM XA（ Extended Architecture） 它是 Philips、 SONY和 Microsoft制定的 CD-ROM扩展结构。CD-ROM XA扩充了对数字音频信号的编码，目的是为了弥补推出 CDI 规格带来的问题。 该规格也称为黄皮书的第二组标准。4.1.3 光存储格式标准和类型什么是 CD-RCD-R（ CD-Recordable） 属于橙皮书（ Orange Book） 规格。它在黄皮书的基础上增加了可写入的多种 CD格式标准。 是一种可刻录光盘，可以多次在 CD空余部分写入数据。什么是 Photo CDP
10、hoto CD是一种像片光盘，允许多段追入记录，属于白皮书（ White Book） 标准。 该规格也称为黄皮书的第二组标准。4.1.3 光存储格式标准和类型光盘CD系列LVCD-ROMCD-G CD-DA CD-VWORMPhoto-CDCD-RDVDVCDCD-ROM XADVICD-ICD-MO磁光（ MOD）磁光（ PCD）只写一次可重写只读数字模拟数字 声音卡拉 OK数字 +模拟4.1.4 CD-ROM光存储系统光存贮原理光反射4.1.4 CD-ROM光存储系统CD-ROM驱动器的系统方框图光头旋转马达聚焦、道跟踪和定位司服EFM解调器去交插和内插CLV控制CIRC错误校正RAM同步
11、检测器反变频器RAM控制器RAM错误校正和系统管理系统控制接口主机CD-ROM盘 数字信号处理 反变频及驱动控制4.1.4 CD-ROM光存储系统光头： 光头（ optical pickup） 是 CD-ROM驱动器的关键部件。聚焦司服： 为使激光束的聚点落在光盘的信息面上， CD-ROM驱动器采用自动聚焦伺服系统来实现。EFM解调： 从聚焦司服系统输出的数据信号是经过 EFM调制后的信号， EFM解调过程是 EFM调制过程的逆过程。4.1.4 CD-ROM光存储系统道跟踪司服： 为了确保聚焦光束能沿着道间距为 16um、 凹坑宽为 0.5um左右的螺旋形光道正确读出信息，CD-ROM采用径向
12、光道跟踪技术，以克服光盘可能多达 300um的偏心，使道跟踪精度达到0.1um。 聚焦司服：CLV司服： 由于 CD-ROM盘要以恒定线速度（ CLV） 旋转，这就意味着，驱动光盘旋转的驱动马达的速度要随光头所处的位置而变化。4.1.5 CD-R光存储系统CD-R盘片的物理层次 CD-R光盘将反射用的铝层改用 24K黄金层（也可以是纯银材料），另外再加上有机染料层和预置的轨道凹槽。 4.1.5 CD-R光存储系统CD-R的刻录和读取原理 CD-R刻录是将刻录光驱的写激光聚焦后，通过CD-R空白盘的聚碳酸脂（ polycarbonate） 层照射到有机染料（通常是箐蓝或酞箐蓝染料）的表面上，激光照射时产生的热量将有机染料烧熔，并使其变成光痕（ mark）。 当 CD-ROM驱动器读取 CD-R盘上的信息时，激光将透过聚碳酸脂和有机染料层照射镀金层的表面，并反射到 CD-ROM的光电二极管检测器上。光痕会改变激光的反射率， CD-ROM驱动器根据反射回来的光线的强弱来分辨数据 0和 1。 4.1.6 磁光 MO存储系统磁光盘是利用（激）光和磁进行数据读、写和擦除的一种光存储系统。 数据记录时使用激光和磁场； 读取时仅用激光； 激光和磁场分别位于盘片的两面。磁光盘的物理层次 磁光盘片用树脂做基盘，其上集积了保护层（氮化硅）、记录层（铽、铁钴合金）和反射层（铝合金）而构成。
