DVD-ROM Drive
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DVD-ROM Drive 工作原理 PowerPoint PPT Presentation


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DVD-ROM Drive 工作原理. Hunter. 諸言. CD 部份 仍 延續 與 CD-ROM 碟機相同之工作原理 DVD 部份 基本原理仍與 CD 相似 就差異性作介紹 碟片結構 光學特性 資料規格 訊號特性 碟機架構. 12 cm 碟片 單面單層 4.70 GB 單面雙層 8.50 GB 雙面單層 9.40 GB 雙面雙層 17.00 GB. 8 cm 碟片 單面單層 1.46 GB 單面雙層 2.66 GB 雙面單層 2.92 GB 雙面雙層 5.32 GB. 碟片容量. 資料坑洞大小.

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DVD-ROM Drive 工作原理

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Presentation Transcript


Dvd rom drive

DVD-ROM Drive 工作原理

Hunter


Dvd rom drive

諸言

  • CD部份

    • 仍延續與CD-ROM碟機相同之工作原理

  • DVD部份

    • 基本原理仍與CD相似

    • 就差異性作介紹

      • 碟片結構

      • 光學特性

      • 資料規格

      • 訊號特性

      • 碟機架構


Dvd rom drive

12 cm碟片

單面單層

4.70 GB

單面雙層

8.50 GB

雙面單層

9.40 GB

雙面雙層

17.00 GB

8 cm碟片

單面單層

1.46 GB

單面雙層

2.66 GB

雙面單層

2.92 GB

雙面雙層

5.32 GB

碟片容量


Dvd rom drive

資料坑洞大小

Single Layer

0.267 m

0.133 m

0.400 m

1.866 m

Dual Layer

0.293 m

0.147 m

0.440 m

2.054 m

  • 資料位元長度

  • 通道位元長度

  • 最小坑洞長度 (3T)

  • 最大坑洞長度 (14T)


Dvd rom drive

碟片直徑

12 cm

8 cm

碟片厚度

0.60  2 mm

中心圓孔直徑

15.0 mm

User 資料內徑

24.0 mm

User 資料外徑

12 cm碟片

最大 58.0 mm

8 cm碟片

最大 38.0 mm

軌距

0.74 m

碟片之物理規格


Dvd rom drive

單位資料區之容量

2048 bytes

錯誤訂正碼

RS-PC

錯誤訂正碼之限制長度

16 個資料區

每一資料區有

26 同步資料框

調變方式

EFM+ (8/16), RLL (2,10)

通道位元率

26.16 Mbps

User 資料傳輸率

11.08 Mbps

參考資料線性掃瞄速度

單層碟片  3.49 m/s

雙層碟片  3.84 m/s

資料格式


Dvd rom drive

12 cm 碟片

13 g ~ 20 g

0.04 g m2 max.

0.01 g m max.

8 cm 碟片

6 g ~ 9 g

0.01 g m2 max.

0.0045 g m max.

機械特性參數

  • 碟片質量

  • 轉動慣量

  • 動態不平衡性


Dvd rom drive

雷射光波長

650/635 nm

物鏡數值孔徑

0.6

穿透層折射率

1.55

反射光角度偏移限制

徑向   0.80o

切線方向  0.30o

間隔層厚度

55 m

反射率

有偏極化之分光鏡

單層碟片  45 ~ 85 %

雙層碟片  18 ~ 30 %

無偏極化之分光鏡

單層碟片  60 ~ 85 %

光學特質


Dvd rom drive

單層碟片

一 引入區

一 User 資料區

一 導出區

雙層碟片

平行資料軌行徑模式

兩 引入區

兩 User 資料區

兩 導出區

逆向資料軌行徑模式

一 引入區

兩 中間區

一 導出區

資料區劃分


Dvd rom drive

單層碟片資料軌結構

Information Area

Physical

sector

number

Lead-out

Area

Lead-in

Area

Data Area

Address

Radius

02FFFFh

030000h


Dvd rom drive

雙層碟片平行行徑模式資料軌結構

Lead-in

Area

Lead-out

Area

Data Area

Layer 1

Physical

sector

number

Lead-out

Area

Lead-in

Area

Layer 0

Data Area

Address

Radius

02FFFFh

030000h


Dvd rom drive

雙層碟片逆向行徑模式資料軌結構

Address of Layer 1

X

Layer 1

Lead-out

Area

Data Area

Middle Area

Physical

sector

number

Lead-in

Area

Middle Area

Layer 0

Data Area

X

Address of Layer 0

Radius

02FFFFh

030000h


Dvd rom drive

I/F

Decoder

RF AMP

DSP

SSP

光碟機之主要構成

Disc

Pickup Head

Spindle

Motor

Sled

Motor

PC

Chipset


Dvd rom drive

光學讀取頭

  • 雷射二極體 - AlGaInP

    • 產生紅光雷射光

    • 雷射光波長為 635/650 nm

  • 光學元件模組

    • 將雷射光經物鏡正確聚焦於碟片上

    • 將反射光導至光偵測元件上

  • OEIC與相關線路

    • 轉換光為電子訊號


Rf amp

前處理放大器 (RF-Amp)

  • 伺服控制訊號產生放大器

  • 高頻 RF 訊號產生與處理放大器

  • 自動增益控制線路

  • 雷射二極體功率控制線路

  • 其它訊號產生與偵測線路


Dvd rom drive

伺服/數位訊號處理器

  • 聚焦, 尋軌, 循軌與主軸馬達伺服控制

  • 自動調整線路 (Gain, Balance & Offset)

  • 失鎖(Drop Out)恢復(Recovery)線路

  • 尋軌速度偵測用之跨軌計數器

  • PLL時脈產生線路


Decoder

解碼器 (Decoder)

  • 錯誤偵測與糾正

  • 同步訊號偵測

  • 訊號之補償

  • Demodulation, De-Interleave & De-Scramble

  • IDE (ATAPI) I/F

  • MPEG I/F

  • Memory I/F


Dvd rom drive

碟片剖面圖

CD

DVD

標籤層

保護層

記錄層

SL

DL

黏著層

黏著層

穿透層

記錄層

記錄層

間隔層

記錄層

55 m

穿透層

穿透層


Dvd rom drive

碟片資料讀取

  • DVD 碟片

    • 逆時鐘方向旋轉 (讀取頭)

    • SL & DL PTP mode

      • 由內向外

    • DL OTP mode - Layer Jump

      • Layer 0 由內向外

      • Layer 1 由外向內

  • CD 碟片

    • 逆時鐘方向旋轉 (讀取頭)

    • Always 由內向外


Dvd rom drive

機械性質 (I)

  • 碟片重量

    • DVD

      • 12 cm  13 ~ 20 g

      • 8 cm  6 ~ 9 g

    • CD

      • 12 cm  14 ~ 33 g

  • clamping Force

    • DVD  2  0.5 N

    • CD  1 ~ 2 N


Dvd rom drive

機械性質 (II)

  • 碟片轉動慣量

    • DVD

      • 12 cm  0.04 gm2 max.

      • 8 cm  0.01 gm2 max.

  • 碟片 dynamic imbalance

    • DVD

      • 12 cm  0.01 gm max.

      • 8 cm  0.0045 gm max.


Dvd rom drive

機械性質 (III)

  • Scanning 速度

    • DVD

      • SL  3.49 m/s

      • DL  3.84 m/s

    • CD

      • 1.2 m/s ~ 1.4 m/s


Dvd rom drive

3.49 m/s

3.84 m/s

外圈 (rpm)

內圈 (rpm)

1389

1528

CD 碟片

DVD 碟片

575

535

231

633

198

459

1.4 m/s

1.2 m/s

機械性質 (IV)

 Normal Speed


Dvd rom drive

尺寸規格 (I)

  • Clamping 區域

    • DVD  22 mm(max.) ~ 33 mm (min.)

    • CD  26 mm (max.) ~ 33 mm (min.)

  • Lead-in 區

    • DVD  45.2 mm (max.) ~ 48 mm

    • CD  46 mm (max.) ~ 50 mm

  • Data 區

    • DVD  48 mm ~ 116 mm (max.)

    • CD  50 mm ~ 116 mm (max.)


Dvd rom drive

尺寸規格 (II)

  • Lead-out 區

    • DVD

      • Data 區 115 mm  2 mm (min.)

      • 115 mm < Data 區  116 mm  1 mm (min.)

      • OTP  45.2 mm (max.) ~ Layer 1 Data 區

    • CD  1 mm (min.)

  • 中間區

    • 與PTP 碟片之Lead-out 區定義同


Dvd rom drive

3.49 m/s

3.84 m/s

Pitch (m)

1.6

0.74

CD 碟片

DVD 碟片

3T Pit (m)

0.6

0.4

0.44

0.38

0.12

0.1

0.833

0.972

1.2 m/s

1.4 m/s

尺寸規格 (III)

Pit Width (m)

Pit Depth (m)


Dvd rom drive

誤差規格 (I)

  • 軸向 (vertical deviation)

    • DVD

      • 12 cm   0.3 mm

      • 加速度  8 m/s2 max.

      • 允許誤差  0.23 m

    • CD

      • 12 cm   0.5 mm

      • 加速度  10 m/s2 max.

      • 允許誤差  1 m


Dvd rom drive

誤差規格 (II)

  • 徑向 (radial deviation)

    • DVD

      • runout   0.05 mm

      • 加速度  1.1 m/s2 max.

      • 允許誤差  0.022 m

    • CD

      • runout   0.07 mm

      • 加速度  0.4 m/s2 max.

      • 允許誤差  0.03 m


Dvd rom drive

780

0.45

0.6

CD 碟片

DVD 碟片

2.11

1.32

 1.92

 0.9

650/635

45 ~ 85

聚焦深度 (m)

光點大小 (m)

Substrate RI

數值孔徑 (NA)

雷射波長 (nm)

反射率 (%)

70 min.

18 ~ 30

光學特性

SL

DL

1.55


Dvd rom drive

Raw Data Rate (Mb/s)

4.3218

User Data Rate (Mb/s)

1.4112

11.08

CD 碟片

DVD 碟片

720

4360

7.35

17.58

26.16

3T 訊號頻率 (kHz)

同步訊號頻率 (kHz)

資料傳輸與訊號特性


Dvd rom drive

資料調變方式

EFM

EFM+

錯誤訂正碼

EDC+ECC+CIRC

CD 碟片

DVD 碟片

Merging Bits

Yes

No

7.35

13%

25%

17.58

同步訊號頻率 (kHz)

錯誤訂正碼冗餘率

IED+EDC+RS-PC

資料規格 (I)


Dvd rom drive

CD-Audio

2352 bytes

CD-ROM Mode 1

CD 碟片

DVD 碟片

2048 bytes

CD-ROM Mode 2

2336 bytes

CD-ROM XA Form 1

2048 bytes

CD-ROM XA Form 2

2324 bytes

2048 bytes

資料規格 (II)


Dvd rom drive

DVD 碟片

CD-Audio

747 MB

CD-ROM Mode 1

650 MB

CD 碟片

CD-ROM Mode 2

741 MB

CD-ROM XA Form 1

CD-ROM XA Form 2

738 MB

650 MB

雙面雙層

單面單層

單面雙層

雙面單層

碟片容量

4.7 GBytes

8.5 GBytes

9.4 GBytes

17 GBytes

* 74 Min. Disc


Dvd rom drive

資料區定址規格 (I)

  • DVD

    • 由 3 bytes 來表示該資料區之編碼

    • PTP  30000h

      • PSN  30000h ~ 25FFFFh

      • LBA  0h ~ 22FFFFh

    • OTP  30000h

      • Layer 0

        • PSN  30000h ~ 22D05Fh

        • LBA  0h ~ 1FD05Fh

      • Layer 1

        • PSN  DD2FA0h ~ FCFFFFh

        • LBA  1FD060h ~ 3FA0BFh


Dvd rom drive

資料區定址規格 (II)

  • CD

    • CD-Audio碟片

      • Q 通道資料

    • CD-ROM 及其它格式碟片

      • Q 通道資料

      • 每一資料區的 Header

    • 分, 秒與 sector來定址


Servo control differences dvd and cd

Servo Control Differences DVD and CD


Disc discrimination

CD & CD-RW: Use Reflection.

CD & DVD: Measure time difference between the disk surface to the signal layer.

CD signal layer depth is 1.2 mm

DVD signal layer depth is 0.6 mm

Function: Tray.c -- chkdsk()

set REG[0x00] = 0x48 -- DVD

REG[0x00] = 0x40 -- CD

Disc Discrimination


Layer jump

Function:Seek.c -- lensUp(),lensDown()

lensUp() Procedure:

1.trk off, sled off, focus off

2.Kick Focus Actuator.

3.Wait FZC(Focus Zero Crossing) Up Edge.

4.Wait FZC Down Edge

5.Brake Focus Actuator.

6.Focus Servo On.

Layer Jump


Photo interrupt

1. As a counter during seek

2. Function: Move.c -- Move(), DVD: trks >= 2048

CD : trks >= 1024

variable: PHOA

3.Resolution: 188.5 m/pulse = 254.7 trks/pulse

Photo-Interrupt Spec.: 30 個/rev

Mecha Gear Ration : 5.655 mm/rev

DVD Track Pitch : 0.74m

Photo-Interrupt


Auto sequence

Auto Sequence

  • A. Auto Focus

  • Focus Method: A,B,C&D. DVD and CD are the

  • same.

  • Command: $47

  • Function: Servo.c -- focusOn()

  • Procedure:

  • a.Focus Search Up.

  • b.check if FOK High.

  • c.check if FZC High.

  • d.check if FZC Down.

  • e.Focus Servo On.


Auto sequence1

Auto Sequence

  • B. Track Jump

  • 1. 1-track jump

  • Command: $48, $49(REV)

  • Function :jump.c -- jump1t(), 5 > trks

  • Procedure:

  • a.Sled servo off, Kick Tracking Actuator.

  • b.check COUT pin UP Edge.

  • c.Reverse Kick Tracking Actuator.

  • d.Tracking, Sled Servo On.

  • When Seeking, Using Central Error to Hold

  • Actuator in the Center.


Auto sequence2

Auto Sequence

  • 2. Fine search

  • Command: $44, $45(REV)

  • Function: Jump.c -- jumpCD(), 1024 > trks >= 5

  • jumpDVD(), 200 > trks >= 5

  • Procedure:

  • a.Tracking Servo on, Kick Sled. Wait.

  • b.Kick Tracking Actuator & Sled. Wait.

  • c.Traverse Speed Control.

  • d.check if COUT pin has counted N.

  • e.Tracking Servo On, Reverse Kick Sled. Wait.

  • f.Tracking, Sled Servo On.


Tracking method

CD:3-Beam(E + F)

Pitch Width: 0.87 m

Allowable Steady State Error: 0.1m

DVD: DPD(Differential Phase Detection)

Pitch Width: 0.4 m

Allowable Steady State Error: 0.022m

Tracking Method


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