第4章多媒体硬件环境-西安交通大学多媒体技术及应用.ppt

第4章多媒体硬件环境 4.1 光存储设备 4.2 音频接口 4.3 视频接口 4.4 多媒体I/O设备 4.1 光存储设备 4.1 光存储设备 光盘存储技术是采用磁存储以来最重要的新型数据存储技术，它具有下面的一些优势： 记录密度高：107~108位/CM2是目前磁盘的上百倍。 存储容量大：标准的CD-ROM容量为650M，可存20万页的16开本的文本信息资料。 采用非接触方式读写信息：盘面没有磨损 能自由地更换光盘 信息保存时间长：30年以上 不同平台可以互换 快速的检索方式 多种媒体融合：可存文、图、声等媒体 价格低廉 4.1 光存储设备 光存储技术原理 改变一个存储单元的性质, 使其性质的变化反映出被存储的数据; 识别这种性质的变化, 就可以读出存储数据。 光存储单元的性质, 例如反射率、反射光极化方向等均可以改变, 它们对应着存储二进制数据0(不变)、1(改变), 光电检测器能够通过检测出光强和光极性的变化来识别信息。 高能量激光束可以聚焦成约1微米的光斑, 因此光存储技术比其它存储技术有更高的容量。 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。 用户只能从CD-ROM读取信息，而不能往盘上写信息。 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。 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。 磁光型（Magnetic Optical，简称MO） 相变型（Phase Change，简称PC）两种形式。 4.1.2 CD-ROM光存储系统 CD光盘上记录的信息最小单元是比特（bit）。在聚碳酸脂材料上用凹痕和凸痕的形式记录二进制“0”和“1”，然后覆上一层薄铝反射层，最后再覆上一层透明胶膜保护层，并在保护层的一面印上标记。我们通常称光盘的两面分别为数据面和标记面。 目前通常用的光盘直径为12 cm，厚度约为1 mm，中心孔直径为15 mm，重约14--18g。 CD-ROM盘片的物理层次 4.1.2 CD-ROM光存储系统 CD-ROM光盘制作过程 (1) 数据准备 (2) 主盘制作 (3) 复制光盘 CD光盘主要分为五层，其中包括 基板、 记录层、 反射层、 保护层、 印刷层 CD-ROM光盘制作过程 4.1.2 CD-ROM光存储系统 CD-ROM驱动器的构造 4.1.2 CD-ROM光存储系统 光头： 光头（optical pickup）是CD-ROM驱动器的关键部件。 聚焦伺服： 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。 道跟踪伺服： 为了确保聚焦光束能沿着道间距为1.6um、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： 4.1.2 CD-ROM光存储系统 CLV伺服： 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。 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。 错误检测和校正处理 一级是CIRC 另一级是ECC 4.1.2 CD-ROM光存储系统 数据是如何从光盘上读取的 凸区和凹坑 数据位和通道位 凸区和凹坑的长度 最小的凹坑数据是如何读取的 EFM编码 通道合并位 4.1.2 CD-ROM光存储系统 凸区和凹坑 Inside a CD is a flat light reflecting layer called land. On the land are many pits written in a spiral-shaped track. From the read lasers point of view, the track spiral goes outwards when the disk rotates counter-clockwise. The spiral has a pitch of 1600 nm Pits are bumps really, from the read lasers point of view, because the master disc with pits is duplicated negativel