Thiết bị đĩa quang doc

 Nhược điểm  Đĩa chỉ có thể đọc, không ghi được  Tốc độ chậm hơn ổ đĩa cứng nhiều lần...  Laser và hệ thống thấu kính Lens system:  Cho tia tới sensing beam  gương phản xạ và hội

Chương 6

THIẾT BỊ LƯU TRỮ

 Thiết bị đĩa từ

 Thiết bị băng từ

 Thiết bị đĩa quang

NỘI DUNG

THIẾT BỊ ĐĨA QUANG

Optical Disk Drive

C

ơ c hế sử

a l

ỗi E C C

C

ơ c hế sử

a l

ỗi E C C

Cơ chế mã hóa tín hiệu audio dạng số lên đĩa CD: PCM

C ôn

g ng

hệ L

as er

C ôn

g ng

hệ L

as er

DVD±RW DVDR DVD CDRW CDR

CD ROM

 PCM: Pulse Code Modulation

 ECC: Error Correction Code

 Laser: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

CD ROM ( Compact Disk Read Only Memory )

 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

Đĩa CD-ROM

 Cấu trúc và kích thước

 Sản xuất đĩa

 Quy trình nhân bản: để tạo ra các đĩa CD.

 Strata: hợp kim nhôm, lưu trữ thông tin

 Là đĩa một mặt, nhãn đĩa in ở mặt trên,

 Thao tác đọc đĩa diễn ra ở mặt dưới,

Tổ chức thông tin

 Mã hoá EFM (Eight-to-Fourteen Modulation)

thành rãnh xoắn ốc duy nhất

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

nhận biết được cách tổ chức của đĩa

 Có sự khác biệt trong các định dạng

~~~~~~~~

~~~~~~~~

~~~~~~~~

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

Tổ chức thông tin

liệu do những khiếm khuyết vật lý gây nên

 Có thể sử dụng 2336 bytes của mỗi block

 Các đĩa âm thanh (audio)

hưởng lớn

Cấu tạo ổ CD-ROM

Hoạt động ổ CD-ROM

 Phát tia hồng ngoại

 Bước sóng 780nm,

 Công suất khoảng 5mW

 chùm tia song song

 Laser và hệ thống thấu kính (Lens system):

 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.

Laser

Compac disc

Hoạt động ổ CD-ROM

 Dùng tia phản xạ để kiểm tra và sửa lỗi hội tụ

 Hiệu chỉnh tiêu cự

 Lắp trên 1 bộ định vị hai trục

 Hiệu chỉnh vị trí để tia laser hội tụ chính xác trên rãnh

 Chuyển động chính xác nhờ bộ điều khiển điện tử

 Điều chỉnh hướng tia tới và tia phản xạ đến các bộ phận

 Thu tia phản xạ từ bề mặt đĩa

 Có độ nhạy rất cao

 Xử lý các tín hiệu thu được, giải mã thành thông tin.

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 track, quay bàn xoay và xử lý các lệnh điều khiển từ máy tính, giải mã tín hiệu thu được

 Có bộ nhớ đệm nạp các dữ liệu cần dùng, nên tiết kiệm thời gian truy xuất

Quá trình đọc đĩa

Đĩa từ và đĩa CD ?

 Lưu trữ file

 Thao tác truy cập

 Kỹ thuật ghi/đọc

Vận tốc dài không đổi CLV Vận tốc góc không đổi CAV

 Tốc độ quay thay đổi phụ thuộc vào

vị trí dữ liệu,

 Rãnh trong, tốc độ quay cao hơn

 Phù hợp với dữ liệu dạng âm thanh

 Ở tốc độ cao  gây ồn

 Tốc độ quay không đổi ~ HDD

 Tốc độ truyền dữ liệu ở vành ngoài

nhanh hơn bên trong

 Kết hợp 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

Các thông số kỹ thuật của ổ đĩa

Tốc độ ổ

CDROM Tốc độ truyền (KB/s) truy nhập (ms) Thời gian Tốc độ ổ CDROM Tốc độ truyền (KB/s) truy nhập (ms) Thời gian

1x 150 400 24x 3600 90

4x 600 150 32x 4800 85

8x 1200 100 48x 7200 80

 Tốc độ truyền dữ liệu DT

 CD chuẩn (1x): DT = 75 block/s,

 ~ 150 Kb/s (các block liên tục)

 2x, 4x ~ 300 hay 600Kb/s

2x, 4x

 Thời gian truy nhập

 Thời gian trễ từ khi có lệnh đọc đến khi đọc được bit đầu tiên

 Phụ thuộc vào vị trí dữ liệu

Các thông số kỹ thuật của ổ đĩa

 Cache

 Cài đặt trên bảng mạch ổ đĩa, nâng cao hiệu năng

 Giao diện ổ CD-ROM

 Giao diện chủ yếu trong PC

 Ghép nối cùng với giao tiếp ổ cứng

 Nên dùng 2 kênh riêng

 Tốc độ kết nối nhanh, linh hoạt

 Khả năng cắm nóng

Bảo trì

 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 sử dụng

Một số công nghệ đĩa quang

Combo

CD-ROM

CDR

CDRW

DVD-ROM

Read Only

single-write

multiple-write

MO

MO

(Magneto-Optical)

DVD-R DVD-RW DVD+RW

Digital Versatile Disc

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 thời điểm

 Thời gian truy nhập ~ 100 ms

hợp pháp,

CD-RW ( 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 thấp: đọc dữ liệu như ổ CD thường

 Định dạng UDF (Universal Disc Format) ~ file system HDD

  có thể dùng dạng ghi packet-writing (kéo-thả) như sao chép dữ liệu trên ổ cứng

 Cần được format trước khi sử dụng

Công nghệ đĩa quang ghi mật độ cao

 Phương tiện lưu trữ tín hiệu video dạng số

 Tốc độ truyền nhanh, độ phân giải cao, dung lượng lớn.

 Cấu trúc rãnh và tổ chức dữ liệu tương tự với CD-ROM

 Mật độ lưu trữ lên CD 7 lần ~ 4.7 GB  8.5; 9.4 và 17 GB

 Kích thước rãnh 0,74µm (CD là 1,6µm), vùng dữ liệu lớn

 Mã sửa lỗi hiệu quả hơn.

 Ổ DVD

 Dùng tia laser bước sóng ngắn hơn (tia laser đỏ 650nm),

 Tốc độ truyền nhanh, tốc độ chuẩn là 1.3 Mb/s, ~ CD-ROM 9x,

Công nghệ đĩa quang ghi mật độ cao

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