CD e DVD Armazenamento Ótico. CEFET-RS Curso de Eletrônica. Profs. Roberta Nobre & Sandro Silva

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1 CEFET-RS Curso de Eletrônica Armazenamento Ótico CD e DVD Profs. Roberta Nobre & Sandro Silva e Unidade

2 Laserdisk Criação: 1958 (modo transparente) David Paul Greeg 1969 (modo reflexivo) Phillips Diâmetro: 30 cm (11.81 inches) DVD Dupla face Formato analógico (originalmente) laserdisk Vídeo analógico e áudio digital CDs e DVDs Pits e Lands códigos binários Laserdisk Pits e Lands modulação por largura de pulso Unidade

3 CD Compact Disk Abreviação de Compact Disk Desenvolvido a partir de 1979 pela Phillips e Sony Disponível no mercado em 1982 Substituto do disco de vinil armazenamento digital maior confiabilidade Armazena pelo menos 74 minutos de música 9ª Sinfonia de Beethoven Unidade

4 Características físicas Diâmetro: 120mm Espessura: 1,2mm quatro camadas: 1. Rótulo - camada adesiva; 2. Acrílico - contém os dados; 3. Camada reflexiva - alumínio; 4. Camada plástica - policarbonato. cor prata soma das camadas de gravação e reflexão. Dados são armazenados em pequenos recortes (poços) Unidade

5 Características físicas Armazena os dados em trilhas espirais Reduz o tempo de procura da próxima trilha. Rotação em sentido anti-horário CLV - Constant Linear Velocity (530 rpm no centro do disco e 200 rpm na borda do disco) Unidade

6 Características físicas Dados são codificados e armazenados em seqüências de lands e pits (depressões). Land reflete o laser Pit não reflete o laser profundidade: 100nm largura: 500nm comprimento: 850nm a 3,5µm espaçamento entre traços: 1,6µm Leitor a laser de 780nm Unidade

7 Características físicas Unidade

8 Rainbow Books Define os padrões para os formatos de Compact Discs. Red Book: CD-DA Digital Audio extendido para CD-Text Yellow Book: CD-ROM Read-Only Memory e CD-ROM XA Green Book: CD-i interactive CD-XA extended Architecture Orange Book: CD-MO Magneto-Optical CD-R CD-WO ou CD-WORM (Recordable, Write Once, Read Many) CD-RW alias CD-E ReWritable or Erasable Orange = Yellow + Red = CD-R e CD-RW para armazenar musica ou dados White Book: VCD Video e CD-Bridge - Hybrid discs, e.g. CD-Ready Blue Book: E-CD Enhanced CD+ plus CD+G plus Graphics ( karaoke) Beije Book: PCD Photo Purple Book: DDCD Double Density Scarlet Book: SACD Super Audio Unidade

9 Red Book - CD Digital de Áudio Padrão para CDs de áudio: Compact Disc Digital Audio system, or CDDA Red Book especifica: Parâmetros físicos e propriedades do CD parâmetros, desvios e taxa de erro, sistema de modulação (Eight-to-Fourteen Modulation) correção de erro (Codificação Cross-Interleaved Reed-Solomon) subcode channels and graphics. Unidade

10 Red Book - CD Digital de Áudio Codificação digital do áudio: 2-canais com modulação de 16-bit amostradas a 44100Hz. resposta de áudio: de 20 Hz a 20 KHz Bit rate = samples/s 16 bit/sample 2 channels = Kbit/s (mais de 10 MB/min) Faixa das amostras: a (16 bits) Dados armazenados em setores de 2352 bytes Leitura: 75 setores/s. Unidade

11 Red Book - capacidade 2352 bytes por setor 75 setores por segundo 60 segundos por minuto 74 minutos 2352 x 75 x 60 x 74 = bytes Setor: 2352 bytes Unidade

12 Eight-to-Fourteen Modulation Proporciona alta confiabilidade nos dados armazenados Cada bloco de 8 bits traduzido para codeword de 14 bits Cada bit em 1 é separado por 2 zeros a 10 zeros Cada bit em 1 é armazenado como land to pit ou pit to land Os bits em 0 são armazenados como não variação ex: PLLLPP ou LPPPLL Unidade

13 Yellow Book - CD-ROM Possui dois modos de armazenamento: Para programas e arquivos de dados (modo 1) Para vídeo, fotos ou imagens (modo 2) CD-ROM Modo 1 12 bytes sincronismo 4 bytes cabeçalho 2048 bytes dados 4 bytes detecção erros 8 bytes brancos 276 bytes Corr. erros CD-ROM Modo 2 12 bytes sincronismo 4 bytes cabeçalho 2336 bytes dados Obs: este padrão inicia o disco em modo 1 (1ª trilha pelo menos) e permite a inserção de trilhas no modo 2 Unidade

14 Yellow Book - CD-ROM CD-ROM Modo 1 12 bytes sincronismo 4 bytes cabeçalho 2048 bytes dados 4 bytes detecção erros 8 bytes brancos 276 bytes Corr. erros Consegue corrigir rajadas de 1000 em erro Pode ser acessado pelo Sistema Operacional, requer um redirecionador: DOS e Windows MSCDEX.EXE bit rate "1x" 2048 bytes/sector 75 sectors/s = 150 KiB/s = (8.8 MiB/minute) Unidade

15 Green Book - CD-i e CD-XA CD-i CD interactive (requer player específico) CD-XA CD extended Architecture Padrões para CDs multimídia Expansão do padrão Yellow Book Yellow Book problema de retardo no acesso alternado entre dados e áudio Como o Yellow Book, possui dois modos de armazenamento: Para programas e arquivos de dados (forma 1) Para vídeo, fotos ou imagens (forma 2) Unidade

16 Green Book - CD-i e CD-XA CD-ROM XA forma 1 12 bytes sincronismo 4 bytes cabeçalho 8 bytes sub-cabeçalho 2048 bytes dados 4 bytes detecção erros 276 bytes Corr. erros CD-ROM XA forma 2 12 bytes sincronismo 4 bytes 8 bytes cabeçalho sub-cabeçalho 2324 bytes dados 4 bytes detecção erros as trilhas no formato XA podem conter setores tanto na forma 1 (dados) como na forma 2 (multimídia) Cada trilha pode ser CD-áudio CD-ROM modo 1 CD-ROM modo 2 CD-ROM XA Unidade

17 Orange Book - CD-MO, CD-R e CD-RW Padrão para definir discos graváveis CD-MO CD-R CD-WO CD-WORM CD-RW ou CD-E Magneto-Optical Recordable Write Once WriteOnceReadMany ReWritable ou Erasable Unidade

18 Orange Book - CD-MO Gravação feita pela combinação de: Laser de alta potência 150 o C Cabeçote magnético Leitura feita de forma ótica Organização semelhante aos discos rígidos cilindros, setores e cabeças Capacidade: 3½ 128MB por face (256MB dupla face) 5¼ 650MB por face (1,2GB dupla face) Requer acionadores especiais Padronização nunca foi completamente definida Unidade

19 Orange Book - CD-R Constituição física Camada de pigmento orgânico Camada policarbonato Feixe laser de gravação reage com policarbonato gerando uma área opaca Situação lógica do disco: Vazio com sulcos Parcialmente gravado Finalizado Multi-sessão Unidade

20 Orange Book - CD-R Disco de sessão única: norma ISO 9660 descritor de volume único no setor 16 da primeira trilha Disco multi-sessão: ECMA 168 (discos multisessão) trilha 1 em branco descritor de volume no setor 16 da primeira trilha de cada sessão leitura somente em acionadores CD-R grava a trilha 1 quando disco é finalizado permite leitura por qualquer leitor de CD finalização requer 13MB a 20MB (lead-in: 6500 setores e lead-out: 4650 setores) Requer taxa de transferência adequada buffer underrun (falha por buffer vazio) Unidade

21 Orange Book - CD-RW Possui dois estados diferentes (phase) Liga Ag-In-Sb-Te (prata-índio-antimônio-telúrio) Estado amorfo com baixo grau de reflexão laser de alta potência 500 o C a 700 o C desalinhamento das moléculas Estado cristalino com alto grau de reflexão laser de média potência 200 o C realinhamento das moléculas CD-RW possui menor taxa de reflexão que CD-R Requer unidades de leitura especiais Gravação/apagamento pode ser repetido 2000x a 5000x Unidade

22 White Book - Vídeo CD Criado em 1987 por Sony, Philips, Matsushita e JVC Sistema de Arquivos: ISO 9660 Implementação especial do CD-ROM XA (green book) substituído pelo DVD por ser de fácil cópia não autorizada Audio Format Formato: MPEG-1 layer 2 Bit rate: 224 Kb/s Sample rate: 44,100 KHz Número de Canais: 2 (stéreo) Video Format Formato: MPEG-1 Resolução: (NTSC) (PAL) Frame rate:29.97 Hz (NTSC) 25 Hz (PAL) Bit rate: 1.13 Mb/s Unidade

23 Blue Book - Enhanced CD Padronização dos CDs híbridos 1ª trilha áudio visível para leitores de CD-áudio e CD-ROM Trilhas seguintes dados invisível para leitores de CD-áudio A Microsoft define como CD-Plus. Unidade

24 Beije Book - Photo CD Photo CD e Picture CD Definido em 1992 Armazenamento de fotos Padrão proprietário da Kodak Unidade

25 Purple Book - DDCD Double Density Compact redução Disc (DDCD) Desenvolvido pela Sony Capacidade: 1.3GB Redução do espaçamento entre traços de 1,6µm para 1,1µm Unidade

26 Scarlet Book - Super Áudio CD Super Audio CD (SACD) Disco de áudio somente de leitura Desenvolvido pela Sony e Philips Modulação sigma-delta de 1 bit Modo híbrido (Compatível com CD-players): 4,7GB Modo single-layer: 4,7GB Modo dual-layer: 8.5GB Unidade modo híbrido

27 DVD Digital Versatile Disc Digital Video Disc Formato de mídia para armazenamento ótico Filmes com alta qualidade de áudio e vídeo Tamanho semelhante aos CDs 120 mm ou 4.72 polegadas 80 mm ou 3.15 inches Formato da codificação permite altas densidades de dados Unidade

28 DVD Capacidade inicial: 4,7GB Armazenamento de vídeos 135 minutos de vídeo codificação MPEG-2 4 canais de áudio 4 canais para legendas Unidade

29 DVD capacidade ampliada Fatores para aumento da capacidade do DVD Menor dimensão dos poços (pit): 0.4µm (CD: 0.9µm 2.08x) Menor distância entre trilhas: 0.74µm (CD: 1.6µm 2.16x) Aumento da área útil: 87.6cm 2 (CD: 86cm x) Maior precisão na modulação do laser (1.06x) Maior eficiência no código de correção de erros (1.32x) Redução do excesso de bytes em um setor: 2048/2220 (CD: 2048/ x) Unidade

30 DVD capacidade ampliada Fatores para aumento da capacidade do DVD 1. Duas camadas reflexivas (double-layer). Por modulação do laser a primeira camada fica transparente +3.8GB 2. Utilização das duas faces (double-side) Unidade

31 DVD - formatos Single-sided, single layer 4.7GB Single-sided, double layer 8.5GB Double-sided, double layer 17GB Unidade

32 DVD - formatos Formatos não graváveis DVD-ROM: Semelhante ao CD-ROM DVD-D: self-destructing DVD format. oxida após algumas horas. DVD Plus: combina as tecnologias de DVD e CD. CD layer + DVD layer. Formatos Graváveis DVD-R for Authoring: DVD-R de propósito especial, para gravar DVD masters, DVD-R: pode gravar até 4.5 GB DVD-RW: pode gravar até 4.7 GB DVD-R DL: derivado do DVD-R. double-layer. Armazena até 8.5 GB de dados. DVD-RAM: requer um player especial. Capacidade: 4.7GB/face ou 9.4GB. Disco armazenado em um cartucho. Disco de 2.6GB pode ser removido do cartucho e acesado em unidade CD-ROM. DVD+R: Pode armazenar até 4.7 GB single-layered/single-sided DVD+R, em velocidade até 16x. Como DVD-R pode ser gravado somente uma vez. DVD+RW: Pode armazenar até 4.7 GB em velocidade até 16x. Regravável, não possui "pre-pits especiais ou finalização para ser executado em um DVD player. DVD+R DL: derivado do DVD+R. gravação dual-layer. Armazena até 8.5 GB. Unidade

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