DVD – DVD DRIVE – DVD WRITER

2. DVD – DVD DRIVE – DVD WRITER تهیه شده توسط : کاظم شاطری نسب

3. مقدمات و اطلاعات کلی مشخصات فنی دی وی دی کار کرد دی وی دی منابع

4. فصل اول مقدمات و اطلاعات كلي

5. اصطلاحات و لغات به کار رفته: ِ(Parity Outer) PO: به معنای بیت توازن خارجی ECC: کد تصحیح خطا EDC: کد کشف خطا ٍٍEEC: کد تصحیح خطا CAV: شتاب زاویه ای ثابت 1ـ 1

6. تعریف DVD : ِDVD به معنای دیسک چند کاره دیجیتالی و به عبارت ساده تر CD با ظرفبت بالا می باشد. استاندارد DVD ظرفیت ذخیره گاه و نتیجتـا برنـامه های کـاربردی مفیـد را بـرای دیسکهای در اندازه CD-ROM افزایش می دهد. دو نوع استاندارد برای DVD وجود دارد: DVD - ROM: رسانه ای برای ذخیره داده ها. DVD- Video: شامل برنـامه های ویدئـویی. 2ـ 1

7. تاریخچه DVD : سال 1995 : دو استاندارد رقیب برای درایوهای CD - Rom. Multimedia CD (شرکت های سونی و فیلیپس). Super Density CD (شرکت های توشیبا، تایم وارنر و چند شرکت دیگر). سال 1995 - سپتامبر: اتحاد چندین سازمان از جمله HVDAG (گروه مشاوره لوحهای ویدئویی هالیوود ) و CITWG (گروه کار فنی صنعتی رایانه) و گروههای فوق. سال 1996 : اعلام استانداردهاي DVD Rom و DVD Video به طور رسمي سال 1997 – ژانويه : اعلام اجراگرها، درايوها و ديسكها در لاس وگاس. سال 1997 – مارس : ورود لوحها و اجراگرها (1000 دلار) در بازار. سال 1997 – اوت : ترخيص كلي دي وي دي. 3ـ 1

8. تفاوتهاي عمده DVD و CD: DVD با استفاده از ليزر با طول موج كوتاه تر عمليات خواندن و نوشتن را انجام مي دهد. DVD ها بر خلاف CD ها قابليت دوطرفه و دو لايه بودن را دارند. گودالها و سطوح در DVD در مقايسه با CD كوچكتر و نزديكتر هستند. 4 ـ 1

9. چرا DVD ؟ دارای 8 لایه مخصوص صدا به همراه 8 کانال ، هر کدام با 64 کانال صوتی. سرعت بسيـار بالا نسبت به حـافظه های جانبی قابل حمل دیگر. قابلیت Menu و Interactive بودن برای بازیهای DVD. هزینه بسیار کم نسبت به دیگر حافظـه های جانبی. قابلیت کنترل توسط والدین Parental Lock. قابلیت ذخیره سازی اطلاعـات با حجـم بالا. قابلیت کـد گـذاری و حفـاظت اطلاعـات. زمان دستیـابی بسیـار بالا به اطلاعات. چنـد زبانه بودن Multi Lingual. قـابلیـت Wide Screen. . . . . 5 ـ 1

10. مشخصات DVD : قطر 120 ميليمتر ضخامت 2/1 ميليمتر حوزه 15 ميليمتري در مركز با حفره ها و سطوح مهر شده در پايه اي پلي كربناتي شيارها به صورت مارپيچ و در خلاف جهت عقربه هاي ساعت و با طولي در حدود 84/11 كيلومتر حفره ها با عمق 105/0 ميكرون و به پهناي 4/0 و طولي بين 4/0 تا 9/1 ميكرون 6 ـ 1

11. صفحه اصلي 7 ـ 1

12. فصل دوم مشخصات فني دي وي دي

13. ظرفیت DVD: DVD ها از نظر لایه ها و طرفها به چهار نوع تقسیم می شوند: ِِDVD – 5 (يكطرفه ، تک لایه – 7/4 گیگابایت) از دو لایه تشکیل شده است که یک لایه ضبط شده و لایه دیگر خالی است. سطح لایه ضبط شده را یک پوشش آلومینیومی پوشانده است. ِِDVD – 9 (يكطرفه ، دو لایه – 5/8 گیگابایت) از دو زیر لایه مهر شده همبست تشکیل شده است به طوری که دو لایه ضبط شده در یک طرف از دیسک همراه با زیر لایه ای خالی در طرف دیگر قرار دارد. لایه مهر شده خارجی تر (0) با پوششی نیمه فرانما (ترانسپارت) از جنس طلا اندود شده تا امکان بازتاب نور در صورتی که لیزر رو آن متمرکز شده باشد و عبور دادن نور در صورتیک ه لیزر روی لایه زیری متمرکز شده باشد را فارهم نماید. از لیزر برای خواندن هر دو لایه استفاده شده است و فقط کانون لیزر تغییر می کند. 1 ـ 2

14. ِِDVD – 10 (دو طرفه ، تک لایه ای – 4/9 گیگابایت) از دو زیر لایه مهر شده همبست به صورت پشت سر هم تشکیل شده است. لایه ضبط شده در هر طرف معمولا با آلومینیم اندود می شود. ِِDVD – 18 (دو طرفه ، دو لایه – 1/17 گیگابایت) هر دو لایه و دو طرف را با هم ترکیب می کند. دو لایه مهر شده در هر طرف و جفت زیر لایه هایی که پشت به پشت به هم متصلند. لایه های خارجی در هر طرف با طلای نیمه فرانما (ترانسپارت) اندود شده است، در حالی که لایه های داخی با آلومینیوم اندود شده است. میزان بازتاب دیسک تک لایه ای 45% تا 85 % و برای یک دیسک دو لایه ای 18% تا 30 % می باشد. مداربندی کنترل خودکار در درایو خصوصیات انعکاسی مختلفی را جبران می نماید. 2ـ 2

15. سرعت درایو ِDVD: همانند سی دی ها ، DVD ها نیز خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخند (همان طور که از روی لیزر خواندنی قابل مشاهده است.) و عموما سرعت داده های ثابت به نام CLV را ضبط می کنند. این بدان معناست که همیشه شیار (و داده ها) از روز لیزر و همان سرعت عبور می کنند که اصولا به صورت 49/3 متر در ثانیه (یا 84/3 متر بر ثانیه روی disc های دو لایه ای ) تعریف می شوند. از آن جا که شیار از نوع مارپیچی می باشد و به طور فشرده نزدیک به مرکز disc پیچیده شده است، disc باید با سرعتهای متغیری بچرخد تا بتواند به همان سرعت خطی شیار برسد. به عبارت دیگر، به منظور حفظ CLV، لازمست که دیسک (قرص) سریعتر از هنگامی که ناحیه شیار خارجی را میخواند و کندتر از زمانی که ناحیه شیار خارجی را می خواند، بچرخد. سرعت چرخش در یک درایو 1x (49/3 متر در ثانیه به صورت سرعت 1x در نظر گرفته می شود). بین 1515 دور در دقیقه از زمان خواندن ابتدای شیار (بخش داخلی) ت 570 دور در دقیقه هنگام خواندن پایان شیار (بخش خارجی) متغیر است. درایوهای DVD – ROM تک سرعتی (1x) ، سرعت انتقال داده های 385/1 مگابایت / ثانیه را فراهم می آورند، یعنی سرعت انتقال DVD – ROM با سرعت 1x دقیقا معادل با سرعت انتقال داده های یک CD – ROM با سرعت 9x (سرعت انتقال داده های یک CD – ROM با سرعت 1X به مقدار 6/153 کیلوبایت بر ثانیه یا 1536/0 مگابایت بر ثانیه است) می باشد. به هر حال، 3 ـ 2

16. این بدان معنا نیست که در یک درایو DVD با سرعت 1X می تواند CD ها را با سرعت 9X بخواند: درایوهای DVD حقیقتا با سرعتی سه برابر سریعتر از درایهای CD – ROM با همان سرعت می چرخند. بنابر این یک درایو DVD با سرعت 1x با همان سرعت چرخشی یک درایو 2.7x CD می چرخد. اکثر درایوهای DVD دو سرعت را لیست می کنند، یکی برای خواندن قرصه های DVD و دیگری جهت خواندن قرصه های CD . مثلا ، یک درایو DVD – ROM به صورت 16X/40X لیست می شود که به ترتیب ، هنگام خواندن قرصه های DVD / CD کار آیی را نشان می دهد. درایوهای سریعتر اصولا برای داده ها مفید هستند و برای تصاویر ویدئویی کاربرد ندارند. اکثر درایوهای DVD سریعتر ، دیسک را با سرعت چرخشی ثابت (به جای سرعت خطی) می چرخانند. به این امر اصطلاحا شتاب زاویه ای ثابت (CAV) گفته می شود، زیرا شتاب زاویه ای چیزی است که ثابت باقی می ماند. 4 ـ 2

17. فرمتها و استانداردهای ِDVD: استانداردهای DVD–Video و DVD–ROM بخوبی پایه ریزی شدند، ولی هنوز فناوری DVD قابل ضبط درگیر است . شرایط استاندردهای DVD قابل ضبط نسبت به معمول گیج کننده تر هستند، خصوصا به این دلیل که حداقل 4 فرمت ضبط متفاوت دارند! ولی به نظر می رسد که فرمت DVD + RW قابل اعتمادتر است. در جدول زیر فرمتهای DVD استاندارد رایج نشان داده شده است. 5 ـ 2

18. 6 ـ 2

19. DIVX(Digital Video Express): فرمت DVD ناسازگار و انحصاری با طول عمر کوتاهی بود که توسط دفتر حقوقی هالیوود و Circuit city توسعه یافت. فرمت مزبور از شانزدهم ژوئن 1999 یعنی کمتر از یک سال بعد از ترخیص ، متوقف شد. HD-DVD : با پیشرفت های حاصله در لیزر های دارای نور آبی ، این ظرفیت افزایش یافت و در فرمت HD-DVD قادر به ذخیره حداکثر تا 20 گیگابایت در هر لایه است. صفحه اصلي 7 ـ 2

20. فصل سوم کارکرد دی و دی

21. نحوه ذخیره اطلاعات بر روی DVD (منطقی): شیارهای مارپیچ به قطاع هایی که با سرعت 676 قطاع در ثانیه ذخیره شده اند، تقسیم می شود. هر قطاع شامل 2048 بایت داده ها می باشد. پس از نوشتن ابتدا قطاع ها در فریم داده های 2064 بایت قالب بندی شده که از این مقدار ، 2048 بایت برای داده ها 4 بایت شامل اطلاعات ID 2 بایت شامل کدهای کشف خطای (IED)ID 5 بایت شامل اطلاعات حق نشر 4 بایت نیز شامل ECCبرای فریم خواهد بود. سپس فریمهای داده ها دارایاطلاعات ECC می شوند که آنها را به فریمهای ECC تبدیل می نماید. هر فریم ECC دارای 2064 بایت فریم داده ها به علاوه 182 بایت توازن (PO) و 120 بایت داخلی توازن (PI) به مجموع کل 2366 بایت در هر فریم ECC می باشد. 1 ـ 3

22. در نتیجه فریمها ECC به قطاع های فیزیکی تبدیل می شود. این امر با به دست آوردن 91 بایت در یک زمان از فریم ECCو تبدیل آنها به بیتهای ضبط شده از طریق مدولاسیون 8 به 16 انجام می پذیرد. • این بخش همان جایی است که هر بایت (8 بیت) به یک مقدار 16 بیتی خاص تبدیل و از جدول انتخاب می شود. این مقادیر با استفاده از طرحواره RLL2.10 طراحی شده است به طوری که اطلاعات کدگذاری شده هرگز در یک ردیف، اجرای کمتر از 2 یا بیشتر از 320 بیت 0 (صفر) را نخواهد داشت. پس از تبدیل هر گروه 91 بایتی از طریق مدولاسیون 8 به 16 ، 320 بیت ( 4 بایت) همزمان سازی اضافه خواهد شد. 2 ـ 3

23. نحوه نوشتن اطلاعات به روی دیسک: دیسکهای دو لایه به دو روش می توانند لایه ها را ضبط کنند: 1ـ به روش OTP: زمان لازم برای سوییچ کردن از یک لایه به لایه دیگر را در زمان خواندن دیسک به حداقل می رساند. زمانی که به قسمت درونی دیسک می رسد (یعنی پایان لایه 0، انتخاب لیزر) در همان محل باقی مانده و فقط آهسته آهسته به سمت دیسک پیش رفته تا در لایه 1 متمرکز شود. زمانی که در حالت OTP نوشته می شود، در عوض منطقه Lead – out به سمت بخش خارجي ىيسك به نام منءقه مياني \يش مي روىز 2ـ به روش PTP (مسير شيار موازی): قرصه های نوشته شده در حالت PTP دارای دو لایه مارپیچ نوشته (و خوانده) شده از داخل به خارج می باشد. هنگام تغییر از لایه 0 به لایه 1 قرصه های PTP مستلزم انتخاب لیزری است تا از خارج (انتهای اولین لایه) به داخل (ابتدای لایه دوم) حرکت کند و کانون تمرکز لیزر را نیز تغییر دهد. حقیقتا برای تسریع کار تغییر لایه ، اکثریت دیسکها در حالت OTP نوشته می شوند. 3 ـ 3

24. نحوه اداره کردن خطاها: DVD ها از کدهای تصحیح خطای قدرتمندتری (در مقایسه با کدهای اولیه CDها) استفاده می کند. بر خلاف CD ها که بر اساس نوع داده ها (صوتی / تصویری) دارای سطوح مختلف کشف خطا هستند، DVD ها با تمام اطلاعات به طور یکسان عمل می کنند و کد کامل تصحیح خطا را برای همه قطاع ها اعمال می کنند. خطا گیری اصلی در DVD در فریم (قاب) ECC روی می دهد. بیتهای خارجی (ستون) و بیتهای داخلی (سطر) اضافه شده اند تا کار کشف و تصحیح خطا انجام گیرد. در این مدل: 1 – اطلاعات حاصل از فریمهای داده ها به 192 سطر هر یک دارای 172 بایت شکسته می شوند. 2 – از یک معادله چند جمله ای جهت محاسبه استفاده می شود و به هر سطر ، 10 بیت PI اضافه می گردد که حاصل کار 182 بایت در هر سطر می شود. 3 – برای محاسبه 16 بیت PO در هر ستون ، از معادله چند جمله ای دیگری استفاده نمده که نتیجه آن اضافه شدن 16 بایت (سطرها) به هر ستون خواهد بود. 4ـ 192 سطر 172 بایتی به 298 سطر 182 بایتی (به همراه اطلاعات PO و PI) تبدیل می شود. 4 ـ 3

25. به طور مثال اگر N = 01001110 , O = 01001111 باشد برای اضافه کردن اطلاعات خطاگیری ، آنها در سطرهایی به صورت زیر سازماندهی می شوند: سپس یک بیت PI با استفاده از توازن فرد به هر سطر اضافه می شود. این به این معناست که شما بیتهای 1 را شمارش می کنید. در سطر اول چهار بیت 1 وجود دارد، بنابراین ، بیت توازن حاصله 1 است که حاصل جمع ، عددی فرد خواهد شد. در سطر دوم، بیت توازن 0 است زیرا حاصل جمع 1 ها عددی فرد می شود. نتیجه به صورت زیر است: 5 ـ 3

26. در مرحله بعد، بیتهای توازن در هر ستون به همان روش قبلی اضافه و محاسبه خواهد شد. به عبارت دیگر ، بیت توازن به این صورت است که حاصل جمع 1 ها در هر ستون عددی فرد است. نتیجه کار به صورت زیر است. اکنون کد کامل شده است. و بیتهای اضافه همراه با داده ها ذخیره می شوند. بنابراین به جای فقط 2 بایت ، 11 بیت اضافه تر برای تصحیح خطا ذخیره می شود. هنگامی که داده ها را مجددا می خوانیم، محاسبه بیت تصحیح خطا تکرار شده و از نظر مشابهت با موارد قبلی بررسی می شوند. 6 ـ 3

27. علاوه بر فریمهای ECC ، DVD ها نیز با استفاده از فن تغییر مکان بیت و میان گذاری قطعات فریمهای ECC (زمانی که روی دیسک ذخیره شده اند)، کار قرار دادن داده ها در فریم ها را انجام می دهد. این قبیل طرحواره ها برای ذخیره داده ها خارج از نظم و توالی جهت جلوگیری از به هم ریختن ترتیب داده ها به کار می روند. 7 ـ 3

28. رمز گذاری داده ها روی دیسک: DVD گودالها و سطوح نمی توانند بیت ها را تعیین نمایند، در عوض ، گذارها (تغییرات بازتابش) از گودال به سطح و سطح به گودال، بیتهای واقعی را روی دیسک تعیین می کنند. هر شیار دیسک (قرصه ) به سلول (خانه) های بیتی یا بازه های زمانی (T) تقسیم شده و از یک گودال یا سطح جهت نمایش رداده های مورد نیاز در بازه های زمانی حداقل T 3 یا حداکثر T11 (خانه) استفاده می شود. یک گودال یا سطح به طول T3 مقدار 1001 و یک گودال یا سطح به طول T11 مقدار 100000000001 را نشان می دهد. داده ها با استفاده از مدولاسیون 8 به 16 که همان نوع اصلاح شده مدولاسیون 8 به 14 (EFM) مورد استفاده در CD ها است، ذخیره می شوند. به همین دلیل ، گاهی اوقات مدولاسیون 8 به 16 را EFM+ نیز می نامند. این مدولاسیون هر بایت (8 بیت) را گرفته و آن را به مقدار 16 بیت برای ذخیره گاه تبدیل می کند. کدهای تبدیل 16 بیتی طراحی شده اند، بنابراین، هرگز کمتر از 2 یا بیشتر از 10 بیت 0 همجوار نخواهیم داشت (که این امر با کمتر از 3 یا بیشتر از 11 بازه زمانی بین 1 ها حاصل می شودمی شود) EFM+ طرحی از کدگذاری RLL است که RLL2,11 (RLL y,x که =X حداقل و =y حداکثر اجرای صفرهاست).نامیده می شود. این امر جهت پیشگیری از تشکیل رشته های طویل صفر طراحی شده است که در این صورت امکان غلط خواندن داده ها به دلیل بر هم خوردن تقارن زمانی بیشتر شده و نیز برای محدود شدن حداقل و حداکثر فرکانس ( 8 ـ 3

29. بسامد) گذارها در رسانه های ضبط به کار می رود. بر خلاف CD ها برای هر بایت به بیش از 17 بیت نیازر دارد (به دلیل افزودن بیتهای همگام و ادغامی (metge bits) بین کدها وجود ندارد. کدهای مدولاسیون 16 بیتی بدین علت طراحی می شوند که کدهای دیگر موجب شتاب RLL 2,10 (بدون نیاز به کدهای ادغام) می شوند. از آن جا که EFM+ تا حدودی دقیق تر است زیرا فقط بیش از 16 بیت برای کدگذاری هر بایت ایجاد شده است. توجه داشته باشید که اگر چه امکان استفاده بیش از 10 سفر در مدولاسیون ایجاد شده توسط EFM + وجود ندارد، ولی بیتهای همگام زمانی که قطاع های فیزیکی نوشته می شوند، اضافه شده و می توانند حداکثر تا 1 صفر (0) داشته باشند، یعنی یک دوره زمانی حداکثر تا 14T بین 1 های نوشته شده روی disc و گودال های و سطح برای بازه ها یا سلولهای بیتی به طول 14T وجود دارد. 9 ـ 3

30. محافظت در برابر کپی: دیسکهای DVD ویدئویی از چندین مرحله حفاظت که توسط موسسه کنترل کپی DVD(DVD CCA) و شرکت دیگری به نام Macro vision کنترل می شود. این حفاظت به طور کلی فقط در قرصه های DVD-Video اعمال می شوند نه در نرم افزارهای DVD-ROM . هر یک از سیستمهای حفاظتی شکسته شده اند که این بدان معناست که با صرف اندکی هزینه بیشتر یا استفاده از نرم افزار صحیح ، کار محافظت مغلوب شده و شما می توانید کپی های DVD خود را برای سایر رسانه های دیجیتالی (هارد درایو DVD+RW ، CD-R/RW و غیره)یا آنالوگی (نظیر یک VHS یا فرمت دیگری از نوار) ایجاد نمایید. وقت و هزینه زیادی برای طرحواره حفاظتی تلف می شود ولی حقیقتا نمی توانند مانع از این شوند که قاچاقچیان حرفه ای وقت و هزینه خود را صرف آنها نمایند. ولی می توانند برای افراد متوسط که به طور قانونی قصد پشتیبانی از داده های خود را دارند، دچار اشکال نمایند. سه سیستم حفاظت اصلی که در دیسکهای DVD-Video به کار می روند عبارتند از: 1ـ کنترل پخش منطقه ای - RPC 2ـ سیستم نا مرتب سازی محتویات - CSS 3ـ سیستم حفاظت آنالوژی - APS صفحه اصلي 10 ـ 3

31. منابع: WWW.Wikipedia.org www.made-in-china.com www.softwareworld.org www.coolscifi.com www.search.msn.com www.search.altavista.com www.bina-rayane.com کتاب تعمیر و ارتقای PC ها ، اسکات مولر،1381، ترجمه زهرا بناکار ، لیلا روحی بنیاد کتاب تعمیرکار عمومی رایانه شخصی (2)، مهندس ناصر خسروپور، 1381