Оптические накопители - Авдеев В.А. и др., 2001

Главная

Новости

Библиотека

Исследования

Законодательство

Консалтинг

Бизнес-форумы

Контакты

Библиотека

11.15. Оптические накопители

CD-ROM (постоянные ЗУ на компакт-диске) предназначены только для чтения, обеспечивают произвольный доступ и могут надежно хранить разнообразную информацию (программы, текст, видео- и аудиоинформацию). Лазерный компакт-диск 5.25 дюйма, имеющий емкость 550 Мбайт, позволяет разместить 150000 страниц текста. CD-ROM можно использовать в качестве баз данных для хранения больших прикладных программ или технических чертежей. Чтение компакт-диска осуществляется дисководом CD-ROM, который подключен к интерфейсной плате, например, SCSI-адаптеру, передающему данные в ПК. Дисковод CD-ROM может быть установлен внутри ПК либо имеет внешнее конструктивное исполнение. Прием компакт-диска в дисковод осуществляется с помощью подвижного механического лотка путем нажатия кнопки или с помощью специальной пластиковой коробки (кожуха-контейнера), хранящей диск и вставляемой в дисковод. Обслуживает дисковод CD-ROM специальное программное обеспечение (драйвер).

CD-ROM представляет собой диск с отверстием в центре, имеющий пластиковую основу, покрытую металлическим слоем с нанесенным на него лаком. Диск содержит спиралевидную дорожку длиной около 4.5 км, причем на 1 дюйм (2.54 см) приходится 16000 дорожек. Дорожка делится на равные блоки, число которых устанавливается изготовителем. Данные на диске CD-ROM записаны с одинаковой плотностью и дисковод вращает диск с разной скоростью (быстрее при чтении данных, расположенных ближе к краю). Наличие узкой дорожки, схем обнаружения и коррекции ошибок, вращение диска с переменной скоростью, произвольный доступ - все это значительно усложняет дисковод. На оптические (лазерные) диски информация записывается в виде углублений (плотность записи 15000 углублений на дюйм). Наличие углубления (впадины), отражающего на детектор тонкий (фокусируемый линзой) луч лазера, соответствует двоичной 1, а отсутствие - двоичному 0. Упрощенный вид разреза диска CD-ROM показан на рис. 11.21.

Рис. 11.21. Упрощенный вид разреза диска CD-ROM

Диск содержит пластмассовый прозрачный слой, на поверхности которого наносятся при записи углубления, называемые питами. На питы нанесен тонкий металлический отражающий слой (например, пленка алюминия). Луч лазера фокусируется с помощью линзы и отражается от металлического слоя, поступает на светочувствительный элемент и затем преобразуется в цифровой сигнал. Продольные плотности записи магнитных дисков и CD-ROM отличаются незначительно, но лазерные диски имеют очень высокую плотность записи дорожек (в 10 раз больше чем у ЖД). Предполагается увеличение этой плотности в 4 раза, т.е. создание CD-ROM емкостью в 2 млрд. байт. Впадины наносятся на диск с помощью лазерной технологии методом выжигания, создания непрозрачных пузырьков на поверхностном слое, кристаллизации и декристаллизации вещества. Существует магнитооптическая запись, когда мощный лазер нагревает домены и изменяет их поверхность. В этом случае имеется возможность создания стираемых дисков.

В настоящее время имеют распространение дисководы с одноразовой записью, которые используются, кроме того, для создания резервных копий ЖД. Лазерные диски имеют большой срок жизни и устойчивы к повреждениям.

Существует два способа оптического доступа к питам диска: путем использования отраженного или проникающего луча лазера. В последнем случае сфокусированный лазерный луч проходит через диск CD-ROM и фиксируется с другой его стороны с помощью фотодиодов. Принцип оптического доступа с отраженным лучом представлен на рис. 11.22.

Рис. 11.22. Принцип оптического доступа с отраженным лучом

На рис. 11.22 показаны пути прохождения прямого луча, посылаемого лазером на поверхность диска, и отраженного от поверхности диска луча, принимаемого фотодиодами. Причем отраженный луч промодулирован в зависимости от наличия или отсутствия питов диска.

На рис. 11.23 изображена обобщенная схема оптического накопителя.

Рис. 11.23. Обобщенная схема оптического накопителя

Входное устройство выполняет предварительную обработку сигнала, образованного в результате детектирования наличия или отсутствия пит на диске.

Устройство автофокусировки (сервосистема) предназначено для поддержания постоянства фокусировки луча (постоянство расстояния между диском и фокусирующей линзой) при наличии биения диска при его вращении. Для непрерывного слежения за дорожкой диска используется устройство автотрекинга (сервосистема). Известно несколько способов такого слежения, один из которых связан с отслеживанием взаимного расположения светового пятна и питов по информации фотодатчиков.

Сервопривод предназначен для управления вращением диска с постоянной скоростью.

Координирование действий всех перечисленных устройств выполняет контроллер.

Для размещения данных на дорожку лазерного диска устанавливается стандарт ISO9660. Кроме того, были предложены еще 2 стандарта: CD-ROM/EA (усовершенствованная архитектура) и DVI (цифровой видеоинтерфейс). Сложность стандартизации возникает в связи с огромным объемом видеоинформации, организацией поиска нужных данных и трудностью согласования во времени звука и текста. Кроме того, данные подвергаются сжатию перед занесением на диск. Для поиска данных на CD-ROM используются либо достаточно сложные программы, либо применяется обычный каталог. Для выпуска звуковых компакт-дисков фирмами Philips и Soni разработан собственный стандарт CD-I (интерфейс компакт-диска), который определяет форматы программного обеспечения, цифровых и текстовых данных, звука и графических изображений. Для реализации сложных игровых и учебных программ используется микропроцессор Motorola-68000. Компания RCA представила стандарт DV-I для размещения на диске видеозаписи, просмотр которой длится 72 мин.

Оглавление

11. Внешние ЗУ на Магнитных и оптических носителях

11.15. Оптические накопители