Obsługa błędów odczytu

  25 lipiec 2010
Oceń ten artykuł
(0 głosów)

Dużą część standardu Red Book zajmuje opis obsługi błędów w czasie odczytu dysku. W płytach CD wykorzystuje się kontrolę parzystości i technikę przeplotu nazywaną Cross-Interleave Reed-Solomon Code (CIRC), co umożliwia zminimalizowanie wpływu błędów powstałych podczas odczytu dysku. Techniki te operują na poziomie ramki.

W czasie zapisu, 24 bajty danych każdej ramki najpierw są przepuszczane przez koder Reed-Solomon, który oblicza 4-bitowy kod parzystości nazywany parzystością "Q". Kod ten jest dodawany do 24 bajtów danych. Wynikowe 28 bajtów jest przesyłane do kolejnego kodera, który, korzystając z innej metody, tworzy dodatkową 4-bajtową liczbę nazywaną parzystością "P". Dane te są również dodawane do poprzednio zakodowanych 28 bajtów, co w wyniku dane 32 bajty danych (24 początkowe dane i bajty parzystości "P" i "Q"). Następnie dodawane są kolejne bajty subkodu i w wyniku otrzymujemy 33 bajty danych dla każdej ramki. Zwróć uwagę, że bajty parzystości "P" i "Q" nie mają nic wspólnego ze wspomnianymi wcześniej subkodami P i Q.

Aby zminimalizować efekty zarysowań i wad fizycznych, które mogą powodować uszkodzenie sąsiednich ramek, przed zapisem ramki dodawane są dodatkowe przeploty. Części 109 ramek są zapisane w różnych ramkach i sektorach (przeplecione) przy wykorzystaniu linii opóźniających. Szyfrowanie takie zmniejsza prawdopodobieństwo zarysowania lub uszkodzenia sąsiednich danych, ponieważ dane nie są zapisywane po kolei.

W przypadku płyt CD z muzyką i płyt CD-ROM, metoda CIRC zapewnia korekcję błędów w kolejnych 3874 bitach (czyli na 2,6 mm długości ścieżki). Dodatkowo, w przypadku płyt CD z muzyką, korekcja CIRC potrafi "ukryć" błędy (dzięki interpolacji) w aż 13 282 bitach (czyli 8,9 mm długości ścieżki). Interpolacja jest procesem, w którym dane są szacowane lub uśredniane w celu przywrócenia brakujących fragmentów. Jest to oczywiście niemożliwe do wykonania w przypadku płyt CD-ROM i może być stosowane tylko do płyt CD z muzyką.

Standard Red Book definiuje parametr Block Error Rate (BLER) jako ilość ramek (98 na sektor), które mają nieprawidłowo odczytane bity (uśredniane w czasie 10 sekund) i wymaga, aby liczba ta była mniejsza niż 220. Oznacza to, że około 3% ramek może być odczytywane z błędami, a dysk nadal będzie działał prawidłowo! Zasadniczą różnicą pomiędzy odtwarzaczami płyt CD i napędami CD-ROM jest zastosowanie dodatkowych układów wykrywających i korygujących błędy. Odtwarzacze płyt CD konwertują dane cyfrowe zapisane na dysku na postać sygnałów analogowych przeznaczonych dla wzmacniacza stereo. W tym procesie dopuszczalne są niewielkie niedokładności, ponieważ są one niemal niemożliwe do usłyszenia. W przypadku napędów CD-ROM nie można jednak tolerować żadnych przekłamań. Każdy bit danych musi być odczytany bezbłędnie.

Z tego powodu dyski CD-ROM zawierają dużo więcej danych ECC zapisanych na dysku razem z właściwymi danymi. Korekcja ECC pozwala wykryć i poprawić większość niewielkich błędów, zwiększając niezawodność i dokładność do poziomu niezbędnego do przechowywania danych.

W przypadku płyt CD z muzyką brakujące dane mogą być interpolowane czyli dane poprzedzające uszkodzony fragment są wykorzystywane do odgadnięcia brakujących wartości. Na przykład, jeżeli na dysku zapisane są trzy kolejne wartości, np.: 10, 13 i 20 i środkowa wartość zostanie zgubiona, np. z powodu zabrudzenia dysku, można interpolować jego wartość jako 15, czyli średnią z wartości 10 i 20. Choć nie jest to dokładnie ta sama wartość, w przypadku zapisu dźwięku nie jest to dla słuchacza istotne. Jeżeli te same wartości występują na dysku CD-ROM w programie wykonywalnym, nie ma sposobu na odgadniecie właściwej wartości środkowej liczby. Interpolacja nie może być stosowana, ponieważ instrukcje tworzące program wykonywalny muszą być prawidłowe; w przeciwnym przypadku program spowoduje błąd lub nieprawidłowo odczyta dane potrzebne do pracy. Jeżeli dane przedstawione w poprzednim przykładzie zapisane są na dysku CD-ROM, to odgadnięta wartość 15 nie powoduje niewielkiego zakłócenia będzie ona całkowicie nieprawidłowa.

W przypadku płyt CD-ROM, na których przechowywane są dane. do każdego sektora dodawane są informacje zapewniające wykrywanie i korekcję błędów oraz bardziej precyzyjnego określania położenia sektorów. Aby to zrealizować, z 2352 bajtów wykorzystywanych na dane dźwiękowe, zabrane zostały 304 bajty i przeznaczone na potrzeby synchronizacji (bity synchronizacji), identyfikacji (bity identyfikacji) oraz jako dane ECC i EDC. Pozostałe 2048 bajtów na sektor przeznaczonych jest na dane użytkownika. Tak samo jak podczas odczytu dysku CD z muzyką z normalną prędkością, dane są odczytywane ze stałą prędkością 75 sektorów na sekundę. Daje to standardową prędkość przesyłu danych CD-ROM 2048 * 75 = 153600 bajtów na sekundę, czyli 153,6 KB/s lub 150 kiB/s.

Skomentuj

Popularne Artykuły

Pomagaj z nami

Warto zobaczyć

Reklama

Nowości

Bestsellery książkowe

  • Autor:
  • Cena:
  • Status:

Książka chwilowo niedostępna.

Szukaj

Newsletter

Kupuj najtaniej

Społeczność

 

Orgy
Orgy
Orgy
Blowjob
Creampie
Creampie
Orgy
Threesome
Threesome
Creampie
Anal