Thiết bị đĩa quang doc

© 2006 iTD 1 Chương 6 THIẾT BỊ LƯU TRỮ THIẾT BỊ LƯU TRỮ  Thiết bị đĩa từ  Thiết bị băng từ  Thiết bị đĩa quang  Thiết bị Flash Memory NỘI DUNG 2 THIẾT BỊ ĐĨA QUANG THIẾT BỊ ĐĨA QUANG Optical Disk Drive C ơ c h ế s ử a l ỗ i E C C C ơ c h ế s ử a l ỗ i E C C Cơ chế mã hóa tín hiệu audio Cơ chế mã hóa tín hiệu audio dạng số lên đĩa CD: PCM dạng số lên đĩa CD: PCM C ô n g n g h ệ L a s e r C ô n g n g h ệ L a s e r DVD±RW DVD±RW DVDR DVDR DVD DVD CDRW CDRW CDR CDR CD ROM CD ROM  PCM: Pulse Code Modulation  ECC: Error Correction Code  Laser: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 3 CD ROM ( CD ROM ( Compact Disk Read Only Memory Compact Disk Read Only Memory ) )  CD-ROM là ổ đĩa đầu tiên của công nghệ đĩa quang  Bước ngoặt trong lĩnh vực lưu trữ  Thiết bị tiêu chuẩn trong các hệ thống hiện nay.  Nhược điểm  Đĩa chỉ có thể đọc, không ghi được  Tốc độ chậm hơn ổ đĩa cứng nhiều lần. 4 Đĩa CD-ROM Đĩa CD-ROM  Cấu trúc và kích thước  Đĩa polycarbonate, dày 1.2 mm,  Đường kính 120mm, lỗ trục quay 15mm  Sản xuất đĩa  format dữ liệu hợp với chuẩn CD-ROM  Tạo đĩa CD-ROM gốc (master)  tạo khuôn,  Quy trình nhân bản: để tạo ra các đĩa CD.  Strata: hợp kim nhôm, lưu trữ thông tin  Phủ polycarbonate bảo vệ  Là đĩa một mặt, nhãn đĩa in ở mặt trên,  Thao tác đọc đĩa diễn ra ở mặt dưới, 5 Tổ chức thông tin Tổ chức thông tin  Mã hoá EFM (Eight-to-Fourteen Modulation)  EFM, một dạng của mã hoá RLL2,7  Block (sector).  Gồm 98 frame 24-byte,  Chứa được 2352 byte  Rãnh xoắn (spiral track)  Các vòng rãnh cách nhau 1.6 µm,  Mật độ track: 16.000 tpi  Chia thành các block (sector)  Lỗ pit - các hốc thông tin, tạo thành rãnh xoắn ốc duy nhất.  Ф 0.6 µm, sâu 0.12 µm.  Dung lượng:  333.000 block = 650 MB  ~ 74 phút dữ liệu (mode1) 6 Tổ chức thông tin Tổ chức thông tin  Các định dạng chuẩn  Cho phép phát triển các đĩa quang thích hợp cho các định dạng dữ liệu khác nhau  Ổ CD-ROM có thể tìm thấy dữ liệu và nhận biết được cách tổ chức của đĩa  Cấu trúc mỗi block  Có sự khác biệt trong các định dạng  CD Audio ~~~~~~~~  CD ROM ~~~~~~~~  Video CD ~~~~~~~~  CD-R ~~~~~~~~ Layout Type ← 2.352 bytes block → CD Digital Audio 2.352 bytes of Digital Audio CD-ROM (MODE1) 12 4 2,048 bytes of user data 4 8 276 CD-ROM (MODE2) 12 4 2.336 bytes of user data Legend (bytes) 12 Đồng bộ 4 Bit nhận dạng ID Dữ liệu 4 Phát hiện lỗi EDC 8 Dự trữ 276 Mã sửa lỗi ECC ECC: error correction code EDC: error detection code 7 Tổ chức thông tin Tổ chức thông tin  Mode 1: CD-ROM Data  Đòi hỏi độ tin cậy cao,  cần có đầy đủ 3 lớp layer.  Thuật toán phát hiện và sửa lỗi: giúp tránh các sai sót về dữ liệu do những khiếm khuyết vật lý gây nên.  Cho phép sửa chuỗi bit lỗi tới hơn 1000 bit  Mode 2: VCD  Có thể sử dụng 2336 bytes của mỗi block  Các đĩa âm thanh (audio)  Dữ liệu lỗi có thể được nội suy gần đúng  Có thể không hoàn toàn chính xác, nhưng không gây ảnh hưởng lớn.  Tận dụng được toàn bộ dung lượng block. 8 Cấu tạo ổ CD-ROM Cấu tạo ổ CD-ROM  Laser và hệ thống thấu kính (Lens system)  Motor quay đĩa (Disc drive motor)  Cơ cấu chuyển động đầu đọc ( tracking mechanism)  Bảng mạch điện tử ổ đĩa 9 Hoạt động ổ CD-ROM Hoạt động ổ CD-ROM  Nguồn Laser bán dẫn:  Phát tia hồng ngoại  Bước sóng 780nm,  Công suất khoảng 5mW  Kính tán xạ: 3 tia tán xạ.  Ống chuẩn trực (Collimator):  chùm tia song song.  Laser và hệ thống thấu kính (Lens system):  Lăng kính phân xạ (Beam Spliter):  Cho tia tới (sensing beam)  gương phản xạ và hội tụ trên bề mặt đĩa nhờ vào thấu kính hội tụ  Tia phản xạ (Reflected beam) lệch 90° để đi đến diode cảm quang qua hai thấu kính cầu và thấu kính trụ. L a s e r Compac disc 10 Hoạt động ổ CD-ROM Hoạt động ổ CD-ROM  Thấu kính cầu và thấu kính trụ :  Dùng tia phản xạ để kiểm tra và sửa lỗi hội tụ  Hiệu chỉnh tiêu cự  Thấu kính hội tụ:  Lắp trên 1 bộ định vị hai trục  Hiệu chỉnh vị trí để tia laser hội tụ chính xác trên rãnh  Gương phản xạ (Movable Mirror)  Chuyển động chính xác nhờ bộ điều khiển điện tử  Điều chỉnh hướng tia tới và tia phản xạ đến các bộ phận  Diode cảm quang (Laser Pickup)  Thu tia phản xạ từ bề mặt đĩa.  Có độ nhạy rất cao  Bộ xử lý tín hiệu (Digital signal)  Xử lý các tín hiệu thu được, giải mã thành thông tin. [...]... quản đĩa  Tránh: trầy xước, ánh nắng, độ ẩm, nhiệt độ, bụi bẩn  Lau đĩa: khăn mềm, dung môi  Bảo trì ổ đĩa  Bụi  thấu kính bẩn  lỗi đọc: dùng máy thổi khí làm sạch  Đầu đọc quang học: có thể xảy ra lỗi khó đọc  cân chỉnh  Các lỗi trong quá trình đọc đĩa:  Chỉnh sửa bằng mã dò lỗi và chỉnh lỗi cài sẵn của nhà sản xuất ở một mức độ nhất định  Làm giảm tốc độ đọc của đĩa Lưu ý cả chọn đĩa. ..  Có bộ nhớ đệm nạp các dữ liệu cần dùng, nên tiết kiệm thời gian truy xuất  Kích thước tối thiểu của bộ nhớ đệm: 64KB 11 Quá trình đọc đĩa Lưu trữ file  Thao tác truy cập  Kỹ thuật ghi/đọc  Đĩa từ và đĩa CD ? Ghi đĩa: Kỹ thuật vận tốc dài không đổi CLV  Đọc đĩa: Dùng cả CLV/CAV (Constant Linear/Angular Velocity)  Vận tốc dài không đổi CLV Vận tốc góc không đổi CAV  Tốc độ quay thay đổi phụ... đỏ 650nm),  Tốc độ truyền nhanh, tốc độ chuẩn là 1.3 Mb/s, ~ CD-ROM 9x, 19 Công nghệ đĩa quang ghi mật độ cao  DVD-ROM: đĩa chỉ đọc  DVD-R đĩa ghi được một lần  DVD-RW: ghi được nhiều lần  DVD+RW: dùng hai chế độ: đọc dữ liệu phim và đọc dữ liệu thông thường  Hướng cải tiến • Tăng mật độ lưu trữ, tốc độ đọc đĩa • Sử dụng tia laser có bước sóng ngắn hơn (405nm) - tia laser xanh 20 ...Hoạt động ổ CD-ROM  Motor quay đĩa (drive motor)  Điều khiển chính xác nhờ tín hiệu điều khiển  Dùng quay bàn xoay đĩa (TurnTable) để quay đĩa   Tốc độ khoảng 200 đến 500 rpm (với ổ CD 1x), Cơ cấu chuyển động đầu đọc (tracking mechanism)  Dịch chuyển bộ phận laser (mức micron)  Tia laser có thể đến các rãnh xoắn  Bảng mạch ổ đĩa  Chức năng: điều khiển hội tụ tia laser, tìm... có thể dùng dạng ghi packet-writing (kéo-thả) như sao chép dữ liệu trên ổ cứng  Cần được format trước khi sử dụng 18 Công nghệ đĩa quang ghi mật độ cao  Công nghệ DVD  Phương tiện lưu trữ tín hiệu video dạng số  Tốc độ truyền nhanh, độ phân giải cao, dung lượng lớn  Đĩa DVD (Digital Versatile Disc)  Cấu trúc rãnh và tổ chức dữ liệu tương tự với CD-ROM  Mật độ lưu trữ lên CD 7 lần ~ 4.7 GB ... ở một mức độ nhất định  Làm giảm tốc độ đọc của đĩa Lưu ý cả chọn đĩa sử dụng 15 Một số công nghệ đĩa quang Combo Digital Versatile Disc DVD+RW CDRW multiple-write DVD-RW CDR single-write DVD-R CD-ROM DVD-ROM Read Only MO (Magneto-Optical) 16 CD-R(CD-Recordable)  Dùng tia laser để ghi bit dữ liệu lên đĩa,  Dữ liệu chỉ ghi một lần và không thay đổi được  Định dạng nhiều session  có thể ghi ở nhiều... độ ổ CDROM Tốc độ truyền (KB/s) Thời gian truy nhập (ms) 1x 150 400 24x 3600 90 4x 600 150 32x 4800 85 8x 1200 100 48x 7200 80 12x 1800 100 52x 7500 75 13 Các thông số kỹ thuật của ổ đĩa Cache  Cài đặt trên bảng mạch ổ đĩa, nâng cao hiệu năng  Kích thước: 256 KB, hoặc 512 KB từ các ổ 24X  Ổ dùng nhiều đầu đọc, cần cache lớn hơn (2MB)  Giao diện ổ CD-ROM  SCSI/ASPI  IDE/ATAPI  Giao diện chủ yếu... trong các ổ Partial-CAV  giảm độ ồn khi đọc  Tăng tốc độ đọc và truyền dữ liệu, không cần tăng tốc độ quay  Công nghệ TrueX, dùng nhiều (7) chùm laser để đọc đồng thời 12 Các thông số kỹ thuật của ổ đĩa • • 2x, 4x  Tốc độ truyền dữ liệu Thời gian truy nhập Tốc độ truyền dữ liệu DT  Thời gian truy nhập  CD chuẩn (1x): DT = 75 block/s,  Thời gian trễ từ khi có lệnh đọc đến khi đọc được bit đầu tiên... (CD-Rewriteable)  Nguyên tắc ghi dữ liệu:  Dựa vào sự thay đổi trạng thái bề mặt của lớp kim loại  Từ trạng thái tinh thể (phản xạ ánh sáng)  Sang trạng thái vô định hình (không phản xạ) và ngược lại  Đĩa CD-RW có độ phản xạ thấp hơn CD-ROM và CD-R  Quá trình này có thể bất kỳ phụ thuộc công suất laser:  Công suất cao: ghi ( tạo lớp vô định hình)  Công suất vừa: xoá ( tạo lớp tinh thể)  Công suất . 6 THIẾT BỊ LƯU TRỮ THIẾT BỊ LƯU TRỮ  Thiết bị đĩa từ  Thiết bị băng từ  Thiết bị đĩa quang  Thiết bị Flash Memory NỘI DUNG 2 THIẾT BỊ ĐĨA QUANG THIẾT. là ổ đĩa đầu tiên của công nghệ đĩa quang  Bước ngoặt trong lĩnh vực lưu trữ  Thiết bị tiêu chuẩn trong các hệ thống hiện nay.  Nhược điểm  Đĩa