Bài giảng Kiến trúc máy tính - đĩa quang

Kiến Trúc Máy Tính www.hoangxoan.vn HD DVD HD DVD Lịch sử ra đời 1 Công nghệ chế tạo và đặc điểm kĩ thuật 2 Cơ chế đọc ghi và xử lý dữ liệu 3 HD DVD Lịch sử phát triển Cha đẻ của HD DVD là nhóm DVD Forum, đứng đầu là Toshiba, NEC, Sanyo và gần đây được sự hậu thuẫn của Microsoft và Intel. DVD Forum từng "đỡ đầu" cho định dạng DVD – (không phải DVD+) nên trước đây mới có cuộc chiến giữa định dạng của 2 nhóm: DVD Forum và DVD+RW Alliances. Vào tháng 11/2003, DVD Forum quyết định HD DVD sẽ là kẻ kế vị DVD hiện nay. Lúc ấy, HD DVD có tên là Advanced Optical Disc (AOD). HD DVD Lịch sử phát triển Ngày 29/8/2002: Tại DVD Forum, Toshiba và NEC đã giới thiệu định dạng đĩa quang thế hệ mới - định dạng mà sau này chúng ta gọi là HD DVD. Ngày 07/01/2004: Toshiba ra mắt nguyên mẫu chiếc đầu đĩa HD DVD đầu tiên của hãng tại CES. Đầu đĩa này có khả năng tương thích ngược hỗ trợ định dạng DVD. HD DVD Công nghệ chế tạo và đặc điểm kĩ thuật. Đĩa HD DVD, Blu-ray và CD/DVD đều có hình dáng giống nhau, đó là: Kích thước : ϕ 12 cm x 1.2 mm Phiên bản nhỏ : ϕ 8 cm x 1.2 mm HD DVD có 3 định dạng tương ứng với chức năng: HD DVD-ROM : Chỉ đọc HD DVD-R : Đọc và ghi 1 lần. HD DVD-RW : Đọc và ghi nhiều lần HD DVD Công nghệ chế tạo và đặc điểm kĩ thuật. Về dung lượng: 1 lớp dung lượng 15GB và 2 lớp 30GB. Riêng với định dạng HD DVD-RW, độ rộng rãnh dữ liệu nhỏ hơn, 0,34µm so với 0,4µm của 2 dịnh dạng còn lại là HD DVD-ROM và HD DVD-R nên có dung lượng nhỉnh hơn một chút: 20GB một lớp và 32GB 2 lớp. Về bước sóng: HD-DVD dùng tia laser xanh để đọc/ghi đĩa.Lợi điểm của tia laser xanh là có bước sóng ngắn (405nm ) so với bước sóng của tia laser đỏ (650nm cho DVD và 780nm cho CD) HD DVD Công nghệ chế tạo và đặc điểm kĩ thuật. HD DVD dựa trên công nghệ AOD (Advanced Optical Disc). Điểm lợi của HD DVD là phương thức sản xuất đĩa gần giống như của DVD nên chi phí sản phẩm thấp Một điểm lợi cho các nhà sản xuất đĩa nữa là họ chỉ cần chỉnh sửa hệ thống sản xuất đĩa hiện thời thì đã có thể sản xuất HD DVD,. Nhờ "con mắt" đơn (single lens) nên các đầu đọc HD DVD sẽ nhỏ gọn hơn. "Con mắt" của đầu HD DVD có thể phát cả tia laser đỏ và xanh nên có thể tương thích tốt với chuẩn đĩa DVD cũ và cả đĩa lai chứa cả 2 phiên bản phim, HD DVD và DVD trên cùng 1 đĩa. HD DVD Cơ chế đọc ghi Cơ chế chung về việc đọc/ghi đĩa HD DVD cũng không có gì khác biệt so với chuẩn CD. HD DVD Cơ chế đọc ghi Dùng một đầu phát tia laser đọc các rãnh đĩa bằng cách nhận lại tia phản xạ. Một sensor gần "con mắt" sẽ nhận tín hiệu đó và giải mã ra hệ số. HD DVD dùng một cơ chế điều biến tên là ETM (Eight to Twelve Modulation), vay mượn của CD và DVD: mỗi byte dữ liệu được đổi thành 18 bit, để thỏa mã RLL (1,10) (nghĩa là bit "1" phải được tách ra thành bit "0" ít nhất là 1 và nhiều nhất là 10). Tất cả các mẫu chuyển đổi này sẽ được lưu vào bảng ETM. HD DVD Cơ chế đọc ghi Khi rãnh dữ liệu nhỏ hơn thì chuyện khắc phục đĩa bị trầy xước sẽ khó hơn rất nhiều vì lượng dữ liệu sẽ bị tổn hại nhiều hơn. Do đó, HD DVD đưa ra cơ chế sửa lỗi mới. HD DVD chọn giải pháp đơn giản nhất: mọi vùng chứa dữ liệu (frame, sector, ECC block) và các thuật toán sửa lỗi (PI/PO) đều vay mượn lại từ DVD. Điều khác biệt duy nhất là một ECC block của HD DVD tương ứng với 2 ECC block của DVD liên kết với nhau. Ví dụ một block ECC gồm 20 cột byte PI chẵn lẻ và 16 hàng PO chẵn lẻ với tổng dung lượng là 64kB. Kết quả là vùng rãnh chứa dữ liệu sửa lỗi nhiều hơn DVD, đến 7,1mm. Bluray disc Lịch sử ra đời 1 Công nghệ chế tạo và đặc điểm kĩ thuật 2 Cơ chế đọc ghi và xử lý dữ liệu 3 Bluray Khái niệm đĩa Bluray Bluray, chính xác hơn là Blu-ray disc (BD) là tên của một thế hệ đĩa quang học được định dạng theo kiểu mới, có thể ghi lại và phát lại hình ảnh cũng như âm thanh có chất lượng cao hơn hẳn so với trước kia. Blu-ray đang được các nhà sản xuất đĩa định nghĩa là một thế hệ đĩa quang của tương lai. Bluray Khái niệm đĩa Bluray Cái tên blu-ray bắt nguồn công nghệ cơ bản để sản xuất ra loại đĩa này, đó là sử dung tia (ray) laser màu xanh-tím (blue-violet) để đọc và ghi đĩa. Bluray Khái niệm đĩa Bluray Sự ra đời Blu-ray không phải do một công ty con hay một cá nhân nào phát minh ra, nó là sản phẩm của cả một hiệp hội (Blu-ray Disc Association – BDA) bao gồm các nhà sản xuất hàng điện tử, máy tính, truyền thông lớn nhất thế giới. Đó là những nhà sản xuất lớn nằm trong hiệp hội này như Apple, Dell, Hewlett Packard, Hitachi, LG, Matsushita (tập đoàn mẹ của 2 thương hiệu Panasonic và National), Mitsubishi, Pioneer, Philips, Sony, TDK, 20th Fox, Walt Disney, Waner Bros… Bluray Khái niệm đĩa Bluray Sự ra đời Sony cũng đã tung ra máy chơi game PS3, trong đó, đĩa trò chơi sử dụng BD. Tiếp bước Sony, trong năm sau, các hãng khổng lồ kể trên đã lần lượt tung ra các sản phẩm sử dụng hoặc có liên quan đến BD, hướng người tiêu dùng vào một xu thế DVD kiểu mới, hiện đại hơn. Bluray Khái niệm đĩa Bluray Sức mạnh của Blu-ray: Ngoài các chuẩn CD và DVD thông thường, BD còn cung cấp thêm các chuẩn ROM, R và RW và xúc tiến cho ra đời chuẩn BD/DVD, tức một định dạng lai, kết hợp cả BD và DVD trên cùng một mặt đĩa, cho phép đĩa đó phát được cả trên đầu BD cũng như đầu DVD. Bên cạnh loại đĩa một – hai mặt như hiện nay. Đĩa 50 GB có thể lưu tới 9 tiếng phim ở dạng phân giải cao (high-definition video - HD) và 23 tiếng ở dạng bình thường (standard-definition – SD). Bluray Khái niệm đĩa Bluray Một trong những lý do để các nhà sản xuất tin tưởng BD sẽ chiếm lĩnh thị trường là sự có mặt và chiếm lĩnh thị trường của các loại HDTV (TV có độ phân giải cao). Đúng vậy, hình ảnh HD chỉ có thể phát huy tác dụng tối đa trên HDTV, còn nếu xem trên TV thường, nó sẽ chẳng khác gì so với hình ảnh từ DVD thông thường. Mà DVD thường có phát trên HDTV cũng chỉ cho ra những hình ảnh như ở TV CRT mà thôi. Sản phẩm PS3 của Sony được các nhà sản xuất khuyến cáo phải sử dụng với HDTV mới là hoàn hảo nhất là vì thế. Bluray Khái niệm đĩa Bluray Chúng ta ai cũng biết định dạng stereo là âm thanh 2 kênh dưới dạng không nén, còn digital (5.1, 6.1, 7.1) là âm thanh nén, Theo các nhà sản xuất BD với 8 kênh không nén nhưng vì các đầu đọc thông thường chỉ tái hiện được 2 kênh mà thôi. Còn về các định dạng âm thanh digital, tất cả đầu đọc BD đều tái hiện được âm thanh 5.1 Dolby Digital nhưng cho tỷ lệ tín hiệu cao hơn, vì thế, chất lượng cũng tốt hơn hẳn. Ngoài ra, BD còn hỗ trợ các định dạng cho âm thanh 7 kênh (Dolby Digital Plus 7.1), 8 kênh (Dolby True HD và DTS-HD Master Audio). Còn trên lý thuyết, BD có thể cung cấp tới 32 kênh âm thanh riêng lẻ. Bluray Khái niệm đĩa Bluray Giá thành: Vấn đề duy nhất đối với người sử dụng BD hiện nay là giá. Vẫn còn quá cao so với DVD, cả về đầu phát cũng như đĩa chương trình. Tuy nhiên, có thể khi công nghệ này bùng nổ trên thị trường, giá sẽ giảm nhanh chóng như DVD trước kia vậy, và như thế blu-ray sẽ trở nên quen thuộc với tất cả mọi người. Bluray Công nghệ chế tạo và đặc điểm kĩ thuật Thông số kỹ thuật Bluray Cơ chế ghi Dữ liệu ghi lên đĩa CD Rom là dạng tín hiệu số 0, 1 ở đầu ghi, người ta sử dụng súng Lazer để ghi dữ liệu lên đĩa Bluray Cơ chế ghi Đĩa quay với tốc độ cao và súng Lazer sẽ chiếu tia lazer lên bề mặt đĩa, tia lazer được điều khiển tắt sáng theo tín hiệu 0 hay 1 đưa vào. => ứng với tín hiệu 0 => tia lazer tắt => ứng với tín hiệu 1 => tia lazer sáng đốt cháy bề mặt đĩa thành 1 điểm làm mất khả năng phản xạ. Mạch Servo sẽ điều khiển tốc độ quay đĩa cũng như điều khiển cho tia lazer hội tụ trên đĩa và ghi tín hiệu thành các đường trắc hình soắn chôn ốc. Bluray Cơ chế đọc Đĩa có dữ liệu được quay với tốc độ cao, mắt đọc sẽ đọc dữ liệu ghi trên đĩa theo nguyên tắc : Sử dụng tia lazer (yếu hơn lúc ghi)chiếu lên bề mặt đĩa dọc theo các đường track có dữ liệu, sau đó hứng lấy tia phản xạ quay lại rồi đổi chúng thành tín hiệu điện. Bluray Cơ chế đọc Khi tia lazer chiếu qua các điểm trên bề mặt đĩa bị đốt cháy sẽ không có tia phản xạ => và tín hiệu thu được là 0 Khi tia lazer chiếu qua các điểm trên bề mặt đĩa không bị đốt cháy sẽ có tia phản xạ => và tín hiệu thu được là 1 Tia phản xạ sẽ được Ma trận Diode đổi thành tín hiệu điện, sau khi khuếch đại và xử lý ta thu được tín hiệu ban đầu. Bluray Cơ chế đọc Khi tia lazer chiếu qua các điểm trên bề mặt đĩa bị đốt cháy sẽ không có tia phản xạ => và tín hiệu thu được là 0 Khi tia lazer chiếu qua các điểm trên bề mặt đĩa không bị đốt cháy sẽ có tia phản xạ => và tín hiệu thu được là 1 Tia phản xạ sẽ được Ma trận Diode đổi thành tín hiệu điện, sau khi khuếch đại và xử lý ta thu được tín hiệu ban đầu. Bluray Cơ chế đọc Khi tia lazer chiếu qua các điểm trên bề mặt đĩa bị đốt cháy sẽ không có tia phản xạ => và tín hiệu thu được là 0 Khi tia lazer chiếu qua các điểm trên bề mặt đĩa không bị đốt cháy sẽ có tia phản xạ => và tín hiệu thu được là 1 Tia phản xạ sẽ được Ma trận Diode đổi thành tín hiệu điện, sau khi khuếch đại và xử lý ta thu được tín hiệu ban đầu. Bluray Cơ chế đọc Tín hiệu khi đọc nếu ngược với khi ghi thì chỉ việc cho qua cổng đảo tín hiệu sẽ được đảo lại . 101 => Cổng đảo => 010 Công nghệ Blu-ray dùng tia laser xanh, thay vì tia laser đỏ như các định dạng đĩa hiện nay sử dụng. Tia laser xanh có bước sóng ngắn hơn (405nm) so với tia laser đỏ (650nm) nên điểm hội tụ của tia laser xanh nhỏ và chính xác hơn. Về cấu trúc vật lý, đĩa Blu-ray không khác gì nhiều so với đĩa DVD . Thông thường, khác biệt chính ở điểm thông số khúc xạ ánh sáng của Blu-ray là 0,85 so với 0,6 của DVD nên điểm hội tụ của tia laser sẽ nhỏ hơn, đồng thời kích thước đường rãnhdữ liệu (pitch) nhỏ hơn gần gấp đôi (0,32µm) so với của DVD và lớp phủ của BD là0,1mm trong khi của DVD là 0,6mm.  www.themegallery.com