EFM-модуляция — это техника кодировки данных, формально, линейный код, используемая в компакт-дисках (CD), дисках LaserDisc (LD) и MiniDisc до появления Hi-MD. EFMPlus — это родственный код, используемый в DVD и Super Audio CD.
EFM и EFMPlus были изобретены Кеесом Схаухамером Имминком. По словам бывшего президента европейского патентного ведомства , «изобретение EFM Имминком внесло решающий вклад в цифровую революцию.»
Технологическая классификация EFM принадлежит классу кодов c ограничением длины пробега (RLL) без смещения по постоянному току. Эти коды обладают следующими двумя свойствами: спектр (функция плотности мощности) кодированной последовательности стремится к нулю на низких частотах как минимальное, так и максимальное количество последовательных битов одного типа находятся в заданных пределах.
В системах оптической записи точно отслеживают дорожку в трех измерениях — радиальном, фокусном и по скорости вращениях. Повреждения, возникающие при обычном обращении, такие как пыль, отпечатки пальцев и мелкие царапины, не только влияют на считываемые данные, но и нарушают работу сервосистем. В некоторых случаях сервоприводы могут пропускать дорожки или застревать. Определённые последовательности ямок и участков без ямок особенно подвержены дефектам диска, и воспроизводимость диска может быть улучшена, если такие последовательности запретить при записи. Использование EFM позволяет получить диск, устойчивый к механическим повреждениям, и эффективно решает инженерную задачу.
Как это работает Согласно правилам EFM, данные, которые необходимо сохранить, сначала разбиваются на восьмибитные блоки (байты). Каждый восьмибитный блок преобразуется в соответствующий четырнадцатибитный кодовый блок с использованием таблицы поиска.
14-битные слова выбираются таким образом, чтобы двоичные единицы всегда были разделены минимум двумя и максимум десятью двоичными нулями. Это связано с тем, что биты кодируются с помощью кодировки NRZI, или интегрирования по модулю 2, при котором двоичная единица записывается на диск как изменение с поверхности (land, ленд) на ямку (pit, пит) или с ямки на поверхность, а двоичный ноль обозначается отсутствием изменений. Последовательность 0011 будет преобразована в 1101 или её инверсию 0010, в зависимости от предыдущего бита. Если между двумя единицами есть два последовательных нуля, то записанная последовательность будет иметь три последовательных нуля (или единицы), например, 010010 преобразуется в 100011 (или 011100). Последовательность EFM 000100010010000100 будет преобразована в 111000011100000111 (или её инверсию).
Поскольку EFM гарантирует наличие как минимум двух нулей между каждыми двумя единицами, каждый участок (пит и ленд) имеет длину не менее трёх тактовых циклов. Это свойство очень полезно, так как снижает требования к оптическому датчику, используемому в механизме воспроизведения. Максимальная длина в десять последовательных нулей обеспечивает наихудший сценарий в плеере.
Для EFM требуются три бита слияния между соседними четырнадцатибитными кодовыми словами. Хотя они и не нужны для декодирования, они гарантируют, что последовательные кодовые слова могут быть объединены без нарушения заданных ограничений на минимальную и максимальную длину. Они также выбираются для поддержания баланса постоянной составляющей закодированной последовательности. Таким образом, в конечном итоге для кодирования восьми битов данных требуется семнадцать битов дискового пространства.
EFMPlus EFMPlus — это кодовое обозначение канала, используемое в DVD и Super Audio CD.
Кодировщик EFMPlus основан на детерминированном конечном автомате с четырьмя состояниями, который преобразует восьмибитные входные слова в шестнадцатибитные кодовые слова. Двоичная последовательность, генерируемая этим кодировщиком, содержит от двух до десяти нулей между последовательными единицами, что соответствует классическому EFM. В отличие от классического EFM, здесь отсутствует упаковка (слияние) битов.
EFMPlus эффективно сокращает требования к хранению данных на один канальный бит на каждый пользовательский байт, увеличивая ёмкость хранения на 1/16, или 6,25%. Декодирование последовательностей, сгенерированных EFMPlus, осуществляется с помощью скользящего блочного декодера длиной два, то есть для однозначного восстановления последовательности входных слов требуются два последовательных кодовых слова.
Примечания
Литература
Цитата:A detailed description is furnished of the limiting properties of runlength limited sequences.
Описывается альтернатива EFM высокой плотности
Ссылки Eight-to-Fourteen Modulation Conversion Table ECMA-130 CD-ROM standard, including full EFM description ECMA-267 DVD-ROM standard, including full EFMPlus description
Категория:Аудионосители Категория:Хранение видео Категория:Линейные коды