home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ ProfitPress Mega CDROM2 …eeware (MSDOS)(1992)(Eng) / ProfitPress-MegaCDROM2.B6I / TEXT / INFO / CDROMSUM.ZIP / CD.2 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1991-03-12  |  5.2 KB  |  113 lines

  1.  
  2. CD Summary Part 2
  3.  
  4. CD  Data  Hierarchy
  5.  
  6. Storing data on a CD may be thought of as occurring through a data 
  7. encoding hierarchy with each level built upon the previous one.  At the 
  8. lowest level, data is physically stored as pits on the disc.  It is 
  9. actually encoded by several low-level mechanisms to provide high storage 
  10. density and reliable data recovery.  At the next level, it organized into 
  11. tracks which may be digital audio or CD-ROM.  The High Sierra 
  12. specification then defines a file system built on CD-ROM tracks.  Finally, 
  13. applications like HyperCard specify a content format for files.
  14.  
  15. The Physical Medium
  16.  
  17. The Compact Disc itself is a thin plastic disk some 12 cm. in diameter.  
  18. Information is encoded in a plastic-encased spiral track contained on the 
  19. top of the disk.  The spiral track is read optically by a noncontact head 
  20. which scans approximately radially as the disk spins just above it.  The 
  21. spiral is scanned at a constant linear velocity thus assuring a constant 
  22. data rate.  This requires the disc to rotate at a decreasing rate as the 
  23. spiral is scanned from its beginning near the center of the disc to its 
  24. end near the disc circumference.
  25.  
  26. The spiral track contains shallow depressions, called pits, in a 
  27. reflective layer.  Binary information is encoded by the lengths of these 
  28. pits and the lengths of the areas between them, called land.  During 
  29. reading, a low power laser beam from the optical head is focused on the 
  30. spiral layer and is reflected back into the head.  Due to the optical 
  31. characteristics of the plastic disc and  the wavelength of light used, the 
  32. quantity of reflected light varies depending on whether the beam is on 
  33. land or on a pit.  The modulated, reflected light is converted to a radio 
  34. frequency, raw data signal by a photodetector in the optical head.
  35.  
  36. Low-level Data Encoding
  37.  
  38. To ensure accurate recovery, the disc data must be encoded to optimize the 
  39. analog-to-digital conversion process that  the radio frequency signal must 
  40. undergo.  Goals of the low level data encoding include:
  41.  
  42. 1.  High information density.  This requires encoding that makes the best 
  43. possible use of the high, but limited, resolution of the laser beam and 
  44. read head optics.
  45.  
  46. 2.  Minimum intersymbol interference.  This requires making the minimum 
  47. run length, i.e. the minimum number of consecutive zero bits or one bits, 
  48. as large as possible.
  49.  
  50. 3.  Self-clocking.  To avoid a separate timing track, the data should be 
  51. encoded so as to allow the clock signal to be regenerated from the data 
  52. signal.  This requires limiting the maximum run length of the data so that 
  53. data transitions will regenerate the clock.  
  54.  
  55. 4.  Low digital sum value (the number of one bits minus the number of zero 
  56. bits).  This minimizes the low frequency and DC content of the data signal 
  57. which permits optimal servo system operation.
  58.  
  59. A straightforward encoding would be to simply to encode zero bits as land 
  60. and one bits as pits.  However, this does not meet goal (1) as well as the 
  61. encoding scheme actually used.  The current CD scheme encodes one bits as 
  62. transitions from pit to land or land to pit and zero bits as constant pit 
  63. or constant land.
  64.  
  65. To meet goals (2) to (4), it is not possible to encode arbitrary binary 
  66. data.  For example, the integer 0 expressed as thirty-two bits of zero 
  67. would have too long a run length to satisfy goal (3).  To accommodate 
  68. these goals, each eight-bit byte of actual data is encoded as fourteen 
  69. bits of channel data.  There are many more combinations of fourteen bits 
  70. (16,384) than there are of eight bits (256).  To encode the eight-bit 
  71. combinations, 256 combinations of fourteen bits are chosen that meet the 
  72. goals.  This encoding is referred to as Eight-to-Fourteen Modulation (EFM) 
  73. coding.
  74.  
  75. If fourteen channel bits were concatenated with another set of fourteen 
  76. channel bits, once again the above goals may not be met.  To avoid this 
  77. possibility, three merging bits are included between each set of fourteen 
  78. channel bits.  These merging bits carry no information but are chosen to 
  79. limit run length, keep data signal DC content low, etc.  Thus, an eight 
  80. bit byte of actual data is encoded into a total of seventeen channel bits: 
  81.  fourteen EFM bits and three merging bits.
  82.  
  83. To achieve a reliable self-clocking system, periodic synchronization is 
  84. necessary.  Thus, data is broken up into individual frames each beginning 
  85. with a synchronization pattern.  Each frame also contains twenty-four data 
  86. bytes, eight error correction bytes, a control and display byte (carrying 
  87. the subcoding channels), and merging bits separating them all.  Each frame 
  88. is arranged as follows:
  89.  
  90. Sync Pattern24 + 3channel bits
  91. Control and Display byte14 + 3
  92. Data bytes12 * (14 + 3)
  93. Error Correction bytes 4 * (14 + 3)
  94. Data bytes12 * (14 + 3)
  95. Error Correction bytes 4 * (14 + 3)
  96.  
  97. TOTAL588channel bits
  98.  
  99. Thus, 192 actual data bits (24 bytes) are encoded as 588 channel bits.
  100.  
  101. Editorial:  A CD physically has a single spiral track about 3 miles long.  
  102. CDs spin at about 500 RPM when reading near the center down to about 250 
  103. RPM when reading near the circumference.
  104.  
  105. Disc with a 'c' or disk with a 'k'?  A usage has emerged for these terms:  
  106. disk is used for eraseable disks (e.g. magnetic disks) while disc is used 
  107. for read-only (e.g. CD-ROM discs).  One would presumably call a frisbee a 
  108. disc.
  109.  
  110. --andy
  111.  
  112.  
  113.