五、CD-ROM驱动器

²       决定光驱性能的特性

(1)对光盘数据的读取方式 (马达工作方式)

n       恒定线速度(CLV)：马达角速度变化，影响寿命；

n       恒定角速度(CAV)：延长了光驱寿命，但读取内圈数据时，传输速度变小；

n       CLV和CAV相结合：读内圈用CAV，读外圈用CLV；

(2)读取速度

n       标称的最快速度(CLV)：单倍速：150kb/s、双倍速、四倍速、……、50倍速

n       实际的工作速度：可变(内圈、烂盘)

(3)传输模式：

n       并行I/O(PIO)、Ulra DMA33

(4)寻道时间

n       激光头在接到读取数据命令后到光头调整到数据轨道上的时间；

(5)缓冲区      主流128k

(6)其他措施

橡胶减震支架、悬挂式光头结构、金属机心、智能控制电路等。

²       光驱的组成

(1)外观

n       正面：光盘托盘、托盘开关、耳机孔、音量控制按钮。

n       背面：光驱电源、数据传输线、CD音频线

(2)光驱接口：AT bus、IDE或Enhanced IDE、SCSI

(3)CD驱动器：光学读出头、光学读出头驱动机构、CD盘驱动机构等

²       光驱的新技术

(1)True X技术

(2)人工智能纠错(AIEC)技术

(3)自动平衡系统(ABS)

(4)双动态抗震悬吊系统(DDSS)技术

(5)数字伺服系统技术

.3 光盘的规范及格式

²       CD格式包含逻辑格式和物理格式

²       逻辑格式规定如何把文件组织到光盘上以及指定文件在光盘上的物理位置，包括文件的目录结构、文件大小以及所需盘片数目等事项；

²       物理格式规定数据如何放在光盘上，这些数据包括物理扇区的地址、数据的类型、数据块的大小、错误检测和校正码等。

²       CD格式详细记载在标准文件中，包括红皮书、黄皮书、ISO 9660、绿皮书、橙皮书和白皮书等彩书标准。

²       理解CD格式对于设计和使用CD产品都有很大帮助

一、红皮书——CD-DA

Red Book是Philips和Sony公司为CD-DA (Compact Disc Digital Audio)定义的标准，也就是我们常说的激光唱盘标准。这个标准是整个CD工业的最基本的标准，所有其他的CD标准都是在这个标准的基础上制定的。

1、CD-DA标准摘要

（如右图）

1秒声音数据需要的存储空间=1秒×44.1k样本/秒×2B/样本×2(通道)=176.4kB

2、声音数据的通道编码

²      物理盘上记录数据及在物理线路上传输数字信号前都需要对真正的数字数据进行变换处理，这种处理通称为通道编码。

²      磁盘、磁带、数字电话等都使用了不同算法的通道编码技术。

²      采用通道编码的目的：

①改善信号质量，使得读出信号的频带变窄；

②为了在接收端能够从信号本身提取自同步信号

²      为什么激光唱盘中的数据要进行通道编码？

对连续多个字节的全“0”信号或全“1”信号，如果不作通道编码就把它们记录到盘上，读出时的输出信号就是一条直线，电子线路很难辨识0和1的个数；

对于没有规律的数字信号，读出时的信号幅度和频率的变化范围都很大，电子线路很难区分0和1，读出的信息不可靠。

²      做法：对0和1的连续长度数目(行程长度)加以限制

在连续的0间插入若干个1；

在连续的1间插入若干个0

²      ETF(Eight Fourteen Modulation)调制的理由

n       (70年代)为保证光盘上的信号能够可靠读出，0行程长度l的范围为：2≤l≤10;

n       光盘上的1用凹坑的前沿和后沿代表，所以两个1间至少要有2个0，最多有10个0；

n       2¹⁴=16 384，在14位的16 384种代码中有267种代码能满足0行程长度要求（经计算机计算）

n       所以，对8位的数据而言，转换为14位的通道码是最为合适的

3、CD-DA帧与扇区格式

²      伺服方式（读取方式）：CLV，逆时针旋转

²      存储数据的单位：

n       物理光道：CD采用螺旋形存储，只有一条物理通道；

n       逻辑光道：CD中的一首歌构成一条逻辑光道；

n       扇区(Section)：也称节，将螺旋线光道等长分段，每段称为一个扇区，每扇区都有特定的地址标识。

n       帧：激光唱盘中存储数据的最基本单位，1扇区=98帧；

n       其他单位：分、秒，1物理光道=74分，1分=60秒，1秒=75扇区

²      同步信号(SYNC)：这24位同步位本身就是通道码，不需要进行EFM调制，任何数据经EFM调制后都不会出现与同步码字相同的码，具体的码字是：　100000000001000000000010

²      控制与显示字节，主要用来提供盘地址信息

n       每帧一个8位的控制字节，每扇区98帧组成8个98位的子通道

n       P子通道P含有一个标志，它用来告诉CD播放机光道上的声音数据从什么地方开始；

n       Q子通道包含有运行时间信息，CD播放机使用这个通道中的时间信息来显示播放音乐节目的时间。

n       Q通道的98位的数据排列成如下的形式：

²      2位：控制字节的部分同步位

²      4位：控制标志，定义这条光道上的数据类型

²      4位：说明后面72位数据的标志

²      72位：Q通道的数据(盘的内容表TOC或当前的播放时间)

²      16位：循环冗余码CRC

²      声音数据(Audio Data)

n       采样位数：16位(2B);

n       立体声(双通道);

n       每帧包含6次采样；

——每帧的声音数据：2×6×2=24B

——每扇区声音数据：98×24=2352B