Åtte-til-fjorten modulering - Eight-to-fourteen modulation

Åtte-til-fjorten modulering ( EFM ) er en datakodingsteknikk - formelt sett en linjekode - brukt av CD (CD), laserskiver (LD) og pre- Hi-MD MiniDiscs . EFMPlus er en relatert kode, brukt i DVDer og Super Audio CDer (SACDer).

EFM og EFMPlus ble begge oppfunnet av Kees A. Schouhamer Immink . I følge European Patent Office, tidligere president Benoît Battistelli , "Imminks oppfinnelse av EFM ga et avgjørende bidrag til den digitale revolusjonen."

Teknologisk klassifisering

EFM tilhører klassen DC- gratis kjørelengde-begrensede (RLL) koder; disse har følgende to egenskaper:

  • spektrumet ( effekttetthetsfunksjon ) for den kodede sekvensen forsvinner ved lavfrekvensenden, og
  • både minimum og maksimum antall påfølgende bits av samme slag er innenfor spesifiserte rammer.

I optiske opptakssystemer følger servomekanismer sporet nøyaktig i tre dimensjoner: radial, fokus og rotasjonshastighet. Daglig håndteringsskade, som støv, fingeravtrykk og små riper, påvirker ikke bare hentede data, men forstyrrer også servofunksjonene. I noen tilfeller kan servoene hoppe over spor eller sette seg fast. Spesifikke sekvenser av groper og land er spesielt utsatt for diskfeil, og platespillbarhet kan forbedres hvis slike sekvenser er utelukket fra opptak. Bruken av EFM produserer en plate som er svært motstandsdyktig mot håndtering og løser den tekniske utfordringen på en veldig effektiv måte.

Hvordan det fungerer

Under EFM-regler brytes dataene som skal lagres først i åtte-biters blokker (byte). Hver åtte-biters blokk oversettes til et tilsvarende fjorten-biters kodeord ved hjelp av en oppslagstabell .

14-biters ord er valgt slik at binære ord alltid er atskilt med minimum to og maksimalt ti binære nuller. Dette er fordi biter er kodet med NRZI-koding , eller modulo -2-integrering, slik at en binær lagres på platen som en endring fra et land til en grop eller en grop til et land, mens et binært null er indikert uten endring. En sekvens 0011 vil bli endret til 1101 eller dens inverse 0010, avhengig av forrige grop skrevet. Hvis det er to påfølgende nuller mellom to, vil den skriftlige sekvensen ha tre påfølgende nuller (eller en), for eksempel vil 010010 oversette til 100011 (eller 011100). EFM-sekvensen 000100010010000100 vil oversettes til 111000011100000111 (eller dens inverse).

Fordi EFM sørger for at det er minst to nuller mellom hver to, er det garantert at hver grop og land er minst tre biturssykluser lange. Denne egenskapen er veldig nyttig siden den reduserer kravene til den optiske pickupen som brukes i avspillingsmekanismen. De ti påfølgende null-maksimalene sørger for worst-case- utvinning i spilleren.

EFM krever tre sammenslåingsbiter mellom tilstøtende fjorten-biters kodeord. Selv om de ikke er nødvendige for dekoding, sørger de for at påfølgende kodeord kan sammenkobles uten å bryte den angitte minimums- og maksimale begrensningen for kjørelengden. De er også valgt for å opprettholde DC-balanse i den kodede sekvensen. Dermed er det til slutt behov for sytten biter med plass på platen for å kode åtte biter med data.

EFMPlus

EFMPlus er kanalkoden som brukes i DVDer og SACDer .

EFMPlus-koderen er basert på en deterministisk endelig automat som har fire tilstander, som oversetter åtte-biters inngangsord til seksten-bit kodeord. Den binære sekvensen generert av den endelige tilstandsmaskinkoderen har minst to og høyst ti nuller mellom påfølgende, noe som er det samme som i klassisk EFM. Det er ingen pakking (sammenslåing) biter som i klassisk EFM.

EFMPlus reduserer effektivt lagringskravene med en kanalbit per brukerbyte, og øker lagringskapasiteten med 1/16 = 6,25%. Avkoding av EFMPlus-genererte sekvenser oppnås ved hjelp av en glideblokk-dekoder med lengde to, det vil si at to påfølgende kodeord kreves for å rekonstruere sekvensen av inngangsord på en unik måte.

Referanser

  1. ^ EPO. "Banebrytende for den digitale revolusjonen: Kornelis Schouhamer Immink, utvikler av CD, DVD og Blu-ray Disc-koding utnevnt til finalist for European Inventor Award" . Hentet 07.06.2015 .
  2. ^ US Patent 4 501 000 , EFM Patent, anvendt i Compact Disc , CD-R , MiniDisc .
  3. ^ Kees Schouhamer Immink (desember 1990). "Runlength-Limited Sequences" . Fremgangsmåten fra IEEE . 78 (11): 1745–1759. doi : 10.1109 / 5.63306 . En detaljert beskrivelse er gitt av de begrensende egenskapene til løpslengdebegrensede sekvenser.
  4. ^ Kees A. Schouhamer Immink (november 2004). Koder for masselagringssystemer (andre fullstendig revidert utg.). Eindhoven, Nederland: Shannon Foundation Publishers. ISBN   90-74249-27-2 . Hentet 23.08.2015 .
  5. ^ Tekla S. Perry. "Kees Immink: The Man Who Put Compact Discs on Track" . 2017. sitat: "Tre sammenslåingsbiter skiller hver sekvens, for totalt 17 bits som representerer hver 8-bit del av data."
  6. ^ Kees Schouhamer Immink (1995). "EFMPlus: Kodingsformatet til MultiMedia Compact Disc" . IEEE-transaksjoner på forbrukerelektronikk . CE-41: 491–497. Et alternativ med høy tetthet til EFM er beskrevet.
  7. ^ US Patent 5696505 , EFMPlus Patent, brukt i DVD , DVD ± RW , SACD

Eksterne linker

Beslektede nettsteder