清华大学：《多媒体技术》课程教学资源（教材教案讲义）第15章光盘存储器的格式.doc_大学文库

第15章光盘存储器的格式 (1)同步(SYNC) 每帧的开头都有24位同步位。这24位同步位不经ENM调制,本身就是通道码。具体的码字是 100000000001000000000010 任何数据经EFM调制后都不会出现与同步码字相同的码。 (2)子码( Subcode) 每帧都有这样的一字节。在CD-DA中称为子码/控制和显示( subcode/ control and display);在CD-ROM中称为控制字节( Control Bytes)。这字节的内容主要提供盘地址信息。 (3)声音数据 Audio data) 在CD-DA中,立体声有两个通道,每次采样有2个16位的样本,左右通道的每个16位数据分别组成2个8位字节,6次采样共24字节组成一帧 CD盘上的98帧组成一个扇区( sector)。光道( track)上1个扇区有3234字节,即 2352个声音数据+2×392个EDC/ECC字节+98个控制字节=3234字节它的结构如下: 000A以士用户数据第二层EDC/E「第一层 EDC/ECC控制字节 2352=98×(2×12)字节 392个字 392个字 98字节前面已经介绍,激光唱盘上声音数据的采样频率为4.1kHz,每次对左右声音通道各取个16位的样本,因此1秒钟的声音数据率就为 44.1×1000×2×(16÷8)=176400字节/秒由于1帧存放24字节的声音数据,所以1秒钟所需要的帧数为 176400÷24=7350帧/秒 98帧构成1节,也可以说成1个扇区,所以1秒钟所需要的扇区数为 7350÷98=75扇区/秒记住这些最基本的参数,对理解整个CD系列和DVD系列的数据结构是非常有帮助的 (4)P,Q错误校验码由于CD-DA盘的原始误码率较高(约10),须要采用纠错能力很强的交叉交插里德/索洛蒙码( Cross- Interleaved Read- Solomon code,CIRC)进行纠错。因此,每帧有2×4字节的错误校正码分别放在中间和末端,称为Q校验码和P校验码,P校验是由(32,28)RS码生成的校验码;Q校验是由(28,24)RS码生成的校验码。有关错误校正的介绍,请看[8] (5)一帧数据的通道位数见表15-01。表15-01一帧数据的通道位数编号「字段名称通道位数合计 (1)同步位(SYC) 24+3 (2)子码 3)数据(ata 12×(14+3)204 (4)Q校验码 4×(14+3)|68 (5)数据ata) 12×(14+3)204 (6)P校验码 4X(14+3)|68 合计

第15章光盘存储器的格式 3 (1) 同步(SYNC) 每帧的开头都有24位同步位。这24位同步位不经EFM调制，本身就是通道码。具体的码字是 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 任何数据经EFM调制后都不会出现与同步码字相同的码。 (2) 子码(Subcode) 每帧都有这样的一字节。在CD-DA中称为子码/控制和显示(subcode/control and display);在CD-ROM中称为控制字节(Control Bytes)。这字节的内容主要提供盘地址信息。 (3) 声音数据(Audio Data) 在CD-DA中，立体声有两个通道，每次采样有2个16位的样本，左右通道的每个16位数据分别组成2个8位字节，6次采样共24字节组成一帧。 CD盘上的98帧组成一个扇区(sector)。光道(track)上1个扇区有3234字节，即 2352个声音数据＋2  392个EDC/ECC字节＋98个控制字节＝3234字节它的结构如下： 3234字节用户数据 2352＝98  (2  12)字节第二层EDC/ECC 392个字第一层EDC/ECC 392个字控制字节 98字节前面已经介绍，激光唱盘上声音数据的采样频率为44.1 kHz，每次对左右声音通道各取一个16位的样本，因此1秒钟的声音数据率就为 44.1×1 000×2×(16÷8) = 176 400字节/秒由于1帧存放24字节的声音数据，所以1秒钟所需要的帧数为 176 400÷24＝7 350帧/秒 98帧构成1节，也可以说成1个扇区，所以1秒钟所需要的扇区数为 7 350÷98＝75扇区/秒记住这些最基本的参数，对理解整个CD系列和DVD系列的数据结构是非常有帮助的。 (4) P, Q错误校验码由于CD-DA盘的原始误码率较高(约10-4 )，须要采用纠错能力很强的交叉交插里德/索洛蒙码(Cross-Interleaved Read-Solomon Code，CIRC)进行纠错。因此，每帧有2×4字节的错误校正码分别放在中间和末端，称为Q校验码和P校验码，P校验是由(32，28)RS码生成的校验码；Q校验是由(28，24)RS码生成的校验码。有关错误校正的介绍，请看[8]。 (5) 一帧数据的通道位数见表15-01。表15-01 一帧数据的通道位数编号字段名称通道位数合计 (1) 同步位(SYNC) 24+3 27 (2) 子码(Subcode) 1×(14+3) 17 (3) 数据(Data) 12×(14+3) 204 (4) Q校验码 4×(14+3) 68 (5) 数据(Data) 12×(14+3) 204 (6) P校验码 4×(14+3) 68 合计 588

第15章光盘存储器的格式 (6)激光唱盘的光道在CD-DA中的物理光道是螺旋形,因此可以说一片CDDA盘只有一条物理光道。而这里所指的CDDA光道应该理解成逻辑光道比较合适。一条CD-DA光道有多个扇区组成,扇区的数目可多可少,而光道的长度可长可短,通常一首歌就组织成一条光道 2.CD-DA的通道:PW CD-DA中定义了一个控制字节( Control Bytes),或者叫做子码( Subcode)。如前所述, 帧有一个8位的控制字节,98帧组成8个子通道,分别命名为P、Q、R、S、T、U、V和W子通道。一条光道上所有扇区的子通道组成CD-DA的P、Q W通道。98个控制字节(98× 位)组成8个子通道的结构如下: 8位 P子通道Q子通道R子通道S子通道T子通道「U子通道V子通道W子通道 (b7) (b6) (b5) 98字节的b8组成P子通道,98字节的b7组成Q子通道,依此类推。通道P含有一个标志, 它用来告诉C播放机光道上的声音数据从什么地方开始:通道Q包含有运行时间信息,C播放机使用这个通道中的时间信息来显示播放音乐节目的时间。Q通道的98位的数据排列成如下的形式: 98位 2位4位 4位 72位位其中控制字节的部分同步位 4位控制标志,定义这条光道上的数据类型 4位: 说明后面72位数据的标志 72位 Q通道的数据。在盘的导入区( Lead in),含有盘的内容表ToC( Table Of Contents):在其余的盘区,含有当前的播放时间 ●16位 CRC( Cyclic Redundancy Code)用于错误检测,CRC没有错误校正功能 3.CD-G(CD+ raphics)是什么 Red book.不仅定义了如何把声音数据放到CD盘上,而且还定义了一种把静态图像数据放到CD盘上的方法。如果把图像数据放到通道R~W,这种盘通常就称为CD+G盘,简称为CDG 盘。在目前的国内市场上,使用R~W通道的CD节目不多,能播放这种盘的CD播放机也不多 CDG节目在普通的C播放机上播放时,音乐节目可以照常欣赏,仅仅是没有图像而已。如果使用能播放CD-G节目的VCD播放机,在播放CD-G盘时要和电视机连接才能同时有音乐和图像 15.1.2CD-ROM标准—黄皮书(Ye1 low Book Yellow book是 Philips和Sony公司为CD-RoOM( Compact Disc- Read Only memory)定义的标准,CD工业从此进入了第二个阶段。 Yellow book在 Red book的基础上增加了两种类型的光道,加上 Red book的CDDA光道之后,CD-ROM共有三种类型的光道 CDDA光道,用于存储声音数据 CD- ROM Mode1,用于存储计算机数据 CD- ROM Mode2,用于存储声音数据、静态图像或电视图像数据。 Yellow book和 Red book相比,它们的主要差别是 Red book中2352字节的用户数据作了重新定义,解决了把CD用作计算机存储器中的两个问题,一个是计算机的寻址问题,另一个是误码率的问题,CD-ROM标准使用了一部分用户数据当作错误校正码,也就是增加了一层错误检测和错误校正,使CD盘的误码率下降到10"以下

第15章光盘存储器的格式 4 (6) 激光唱盘的光道在CD-DA中的物理光道是螺旋形，因此可以说一片CD-DA盘只有一条物理光道。而这里所指的CD-DA光道应该理解成逻辑光道比较合适。一条CD-DA光道有多个扇区组成，扇区的数目可多可少，而光道的长度可长可短，通常一首歌就组织成一条光道。 2. CD-DA的通道：P-W CD-DA中定义了一个控制字节(Control Bytes)，或者叫做子码(Subcode)。如前所述，一帧有一个8位的控制字节，98帧组成8个子通道，分别命名为P、Q、R、S、T、U、V和W子通道。一条光道上所有扇区的子通道组成CD-DA的P、Q、… 、 W通道。98个控制字节(98  8 位)组成8个子通道的结构如下： 8位 P子通道 (b8) Q子通道 (b7) R子通道 (b6) S子通道 (b5) T子通道 (b4) U子通道 (b3) V子通道 (b2) W子通道 (b1) 98字节的b8组成P子通道，98字节的b7组成Q子通道，依此类推。通道P含有一个标志，它用来告诉CD播放机光道上的声音数据从什么地方开始；通道Q包含有运行时间信息，CD播放机使用这个通道中的时间信息来显示播放音乐节目的时间。Q通道的98位的数据排列成如下的形式： 98位 2位 4位 4位 72位 16位其中， ⚫ 2位：控制字节的部分同步位 ⚫ 4位：控制标志，定义这条光道上的数据类型 ⚫ 4位：说明后面72位数据的标志 ⚫ 72位： Q通道的数据。在盘的导入区(Lead In)，含有盘的内容表TOC(Table Of Contents)；在其余的盘区，含有当前的播放时间 ⚫ 16位： CRC (Cyclic Redundancy Code)用于错误检测，CRC没有错误校正功能 3. CD-G(CD＋Graphics)是什么 Red Book不仅定义了如何把声音数据放到CD盘上，而且还定义了一种把静态图像数据放到CD盘上的方法。如果把图像数据放到通道R～W，这种盘通常就称为CD＋G盘，简称为CD-G 盘。在目前的国内市场上，使用R～W通道的CD节目不多，能播放这种盘的CD播放机也不多。 CD-G节目在普通的CD播放机上播放时，音乐节目可以照常欣赏，仅仅是没有图像而已。如果使用能播放CD-G节目的VCD播放机，在播放CD-G盘时要和电视机连接才能同时有音乐和图像。 15.1.2 CD-ROM标准——黄皮书(Yellow Book) Yellow Book是Philips和Sony公司为CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)定义的标准，CD工业从此进入了第二个阶段。Yellow Book在Red Book的基础上增加了两种类型的光道，加上Red Book的CD-DA光道之后，CD-ROM共有三种类型的光道： CD-DA光道，用于存储声音数据。 CD-ROM Mode 1，用于存储计算机数据。 CD-ROM Mode 2，用于存储声音数据、静态图像或电视图像数据。 Yellow Book和Red Book相比，它们的主要差别是Red Book中2352字节的用户数据作了重新定义，解决了把CD用作计算机存储器中的两个问题，一个是计算机的寻址问题，另一个是误码率的问题，CD-ROM标准使用了一部分用户数据当作错误校正码，也就是增加了一层错误检测和错误校正，使CD盘的误码率下降到10-12以下

第15章光盘存储器的格式 1. CD-ROM Mode 1 CD-ROM Mode1把 Red book中的2352字节的用户数据重新定义为: 2352字节同步字节扇区地址用户数据 EDC 未用ECC 12字节4字节 2048字节 4字节8字节|276字节其中同步字节: 12字节,用于同步。 ●扇区地址( Header):4字节,定义该扇区的地址。用户数据 2048字节,用于存放用户数据。 4字节,用于错误检测。如果检测结果无差错,就不执行这一层的错误校正未用: 8字节。 ECO 276字节,错误检测和校正码。 CD-ROM的扇区地址与磁盘的扇区地址不同。磁盘的扇区地址是用C-H-S(柱面号-磁头号扇区号)地址系统来表示,而 CD-ROM是用计时系统中的分、秒,以及特地为CD-ROM规定的分秒(1/75秒)来表示。CD-ROM用户数据区的地址结构如下 4字节的扇区地址称为ADER 分(MIN) 秒(SEC) 分秒(FRAC) 方式(Mode) 1字节 1字节 1字节 1字节 0~74 0~59 0~74 2. CD-ROM Mode 2 CD-ROM Mode2把 Red book中的2352字节的用户数据重新定义为: 2352字节同步字节扇区地址用户数据 12字节|4字节 2336字节 CD- ROM Mode2与CD- ROM Mode1相比,存储的用户数据多14%,但是由于没有错误检测和错误校正码,因此在这种方式中,用户数据的误码率比Mode1中的误码率要高。在Mode2 的扇区地址中,方式(Mode)字节域中的值设置成02 3.混合方式 fixed Mode) 当CD既含有CD-ROM光道又含有CDDA光道时,这种方式称为混合方式,使用这种方式的盘叫做混合方式盘( Mixed mode disc)。通常,这种盘的第一条光道是CD- ROM Mode1光道, 其余的光道是CD-DA光道。这种盘上的CDDA光道可以在普通的CD播放机上播放 15. 1.3 CD-ROMXA CD的第三个标准叫做CD- ROM/XA( CD-ROM Extended Architecture)标准,这是由 Philips Microsoft和Sony公司发布的。 CD-ROM/XA标准是 Yellow book标准的扩充,这个标准定义了种新型光道: CD-ROM/XA光道。连同前面 Red book标准和 Yellow book标准定义的光道,共有4种光道: CDDA,用于存储声音数据。 CD- ROM Mode1,用于存储计算机数据。 CD- ROM Mode2,用于存储压缩的声音数据、静态图像或电视图像数据

第15章光盘存储器的格式 5 1. CD-ROM Mode 1 CD-ROM Mode 1把Red Book中的2352字节的用户数据重新定义为： 2352字节同步字节 12字节扇区地址 4字节用户数据 2048字节 EDC 4字节未用 8字节 ECC 276字节其中， ⚫ 同步字节： 12字节，用于同步。 ⚫ 扇区地址 (Header)： 4字节，定义该扇区的地址。 ⚫ 用户数据： 2048字节，用于存放用户数据。 ⚫ EDC： 4字节，用于错误检测。如果检测结果无差错，就不执行这一层的错误校正。 ⚫ 未用： 8字节。 ⚫ ECC： 276字节，错误检测和校正码。 CD-ROM的扇区地址与磁盘的扇区地址不同。磁盘的扇区地址是用C-H-S (柱面号-磁头号 -扇区号)地址系统来表示，而CD-ROM是用计时系统中的分、秒，以及特地为CD-ROM规定的分秒(1/75秒)来表示。CD-ROM用户数据区的地址结构如下： 4字节的扇区地址称为HEADER 分(MIN) 1字节 0～74 秒(SEC) 1字节 0～59 分秒(FRAC) 1字节 0～74 方式(Mode) 1字节 01 2. CD-ROM Mode 2 CD-ROM Mode 2把Red Book中的2352字节的用户数据重新定义为： 2352字节同步字节 12字节扇区地址 4字节用户数据 2336字节 CD-ROM Mode 2与CD-ROM Mode 1相比，存储的用户数据多14%，但是由于没有错误检测和错误校正码，因此在这种方式中，用户数据的误码率比Mode 1中的误码率要高。在Mode 2 的扇区地址中，方式(Mode)字节域中的值设置成02。 3. 混合方式(Mixed Mode) 当CD既含有CD-ROM光道又含有CD-DA光道时，这种方式称为混合方式，使用这种方式的盘叫做混合方式盘(Mixed Mode Disc)。通常，这种盘的第一条光道是CD-ROM Mode 1光道，其余的光道是CD-DA光道。这种盘上的CD-DA光道可以在普通的CD播放机上播放。 15.1.3 CD-ROM/XA CD的第三个标准叫做CD-ROM/XA(CD-ROM Extended Architecture)标准，这是由Philips、 Microsoft和Sony公司发布的。CD-ROM/XA标准是Yellow Book标准的扩充，这个标准定义了一种新型光道：CD-ROM/XA光道。连同前面Red Book标准和Yellow Book标准定义的光道，共有4种光道： CD-DA，用于存储声音数据。 CD-ROM Mode 1，用于存储计算机数据。 CD-ROM Mode 2，用于存储压缩的声音数据、静态图像或电视图像数据

第15章光盘存储器的格式 CD- ROM Mode2,ⅪA格式,用于存放计算机数据、压缩的声音数据、静态图像或电视图像数据 CD-ROM/XA在 Red book和 Yellow book标准的基础上,对CD- ROM Mode2作了扩充,定义了两种新的扇区方式。: CD- ROM Mode2, XA Format,Form1:用于存储计算机数据 CD- ROM MOde2, XA Format,Form2:用于存储压缩的声音、静态图像或电视图像数据定义了这两种扇区方式之后,CD-RQOM/XA就允许把计算机数据、声音、静态图像或电视图像数据放在同一条光道上,计算机数据按Form1的格式存放,而声音、静态图像或电视图像数据按Form2的格式存放。这样一来,就可以根据多媒体的信息把计算机数据、声音数据、图像数据或电视图像数据交错存放在同一条光道上。 1. CD-ROM/XA Mode 2 Form 1 CD-ROM/ XA Mode2Form1把 Red book中的2352个用户数据字节重新定义为: CD-ROM/ XA Mode2Form1:2352字节同步字节扇区地址|Form1 用户数据 EDC ECC 12字节4字节8字节 2048字节 4字节|276字节在2352字节中同步字节: 12字节扇区地址( Header) 4字节,用于计算机寻找盘上的数据。类型1(Form1,Sub- Header):8字节,用于指示Form1 用户数据 2048字节 EDO 4字节,用于错误检测 ●ECC 276字节,用于错误校正 2. CD-ROM/XA Mode 2 Form 2 CD-ROM/ XA Mode2Form2把 Red book中的2352个用户数据字节重新定义为: CD-ROM/ XA Mode2Form2:2352字节同步字节扇区地址|Form2 用户数据 EDC 12字节4字节8字节 2324字节 4字节 2324字节中, 同步字节 12字节扇区地址( Header): 4字节,用于计算机寻找盘上的数据。数据类型2 8字节,用于指示Form2。 (Form 2, Sub- eader): 用户数据: 2324字节。 3.CD- ROM/XA中的声音 CD-ROM/XA中的声音质量不是CD-DA的质量,放在CD-ROM/ XA Mode2Form2中的声音数据必需进行压缩,这样才能腾出空间来存放同步、扇区地址和数据类型信息。CD- ROM/XA的声音采用 ADPCM( adaptive differential/ delta pulse code modulation)算法进行压缩,它定义的声音有 Level b和 Level c两个等级。与CD-DA的声音相比,如果用一片存放74分钟的 CD盘来存放 CD-ROM/XA的声音,那么这两种声音最长的播放时间如表15-02所示表15-02CD-ROM/MA中的声音播放时间播放时(小时) 样本大小(位) 采样速率(kHz) CD-DA 44.1 Level b 5(立体声) 37.8

第15章光盘存储器的格式 6 CD-ROM Mode 2，XA格式，用于存放计算机数据、压缩的声音数据、静态图像或电视图像数据。 CD-ROM/XA在Red book和Yellow Book标准的基础上，对CD-ROM Mode 2作了扩充，定义了两种新的扇区方式。： CD-ROM Mode 2，XA Format，Form 1：用于存储计算机数据。 CD-ROM Mode 2，XA Format，Form 2：用于存储压缩的声音、静态图像或电视图像数据。定义了这两种扇区方式之后，CD-ROM/XA就允许把计算机数据、声音、静态图像或电视图像数据放在同一条光道上，计算机数据按Form 1的格式存放，而声音、静态图像或电视图像数据按Form 2的格式存放。这样一来，就可以根据多媒体的信息把计算机数据、声音数据、图像数据或电视图像数据交错存放在同一条光道上。 1. CD-ROM/XA Mode 2 Form 1 CD-ROM/XA Mode 2 Form 1把Red Book中的2352个用户数据字节重新定义为： CD-ROM/XA Mode 2 Form 1：2352字节同步字节 12字节扇区地址 4字节 Form 1 8字节用户数据 2048字节 EDC 4字节 ECC 276字节在2352字节中， ⚫ 同步字节： 12字节。 ⚫ 扇区地址 (Header)： 4字节，用于计算机寻找盘上的数据。 ⚫ 类型 1 (Form 1，Sub-Header)： 8字节，用于指示Form 1。 ⚫ 用户数据： 2048字节。 ⚫ EDC： 4字节，用于错误检测。 ⚫ ECC： 276字节，用于错误校正。 2. CD-ROM/XA Mode 2 Form 2 CD-ROM/XA Mode 2 Form 2把Red Book中的2352个用户数据字节重新定义为： CD-ROM/XA Mode 2 Form 2：2352字节同步字节 12字节扇区地址 4字节 Form 2 8字节用户数据 2324字节 EDC 4字节 2324字节中， ⚫ 同步字节： 12字节。 ⚫ 扇区地址 (Header)： 4字节，用于计算机寻找盘上的数据。 ⚫ 数据类型 2 (Form 2, Sub-Header)： 8字节，用于指示Form 2。 ⚫ 用户数据： 2324字节。 3. CD-ROM/XA中的声音 CD-ROM/XA中的声音质量不是CD-DA的质量，放在CD-ROM/XA Mode 2 Form 2中的声音数据必需进行压缩，这样才能腾出空间来存放同步、扇区地址和数据类型信息。CD-ROM/XA的声音采用ADPCM(adaptive differential/delta pulse code modulation)算法进行压缩，它定义的声音有Level B和Level C两个等级。与CD-DA的声音相比，如果用一片存放74分钟的 CD盘来存放CD-ROM/XA的声音，那么这两种声音最长的播放时间如表15-02所示。表15-02 CD-ROM/XA中的声音播放时间声音等级播放时(小时) 样本大小(位) 采样速率(kHz) CD-DA 1.25 16 44.1 Level B 5 (立体声) 4 37.8

第15章光盘存储器的格式 10(单道声) 37.8 Level c 10(立体声) 18.9 20(单道声) l8.9 15.1.4CD-I标准—绿皮书( Green book) Green book是 Philips和Sony公司为CD-I( Compact Disc Interactive)定义的标准,它的扇区格式和CD-ROM/XA的扇区格式相同。 CD- I Mode2Form1:2352字节同步字节扇区地址Form 用户数据 ECC 12字节4字节8字节 2048字节 4字节|276字节 CD- I Mode2Form2:2352字节同步字节扇区地址|Form2 用户数据 EDC 12字节4字节8字节 2324字节字节 Green book标准允许计算机数据、压缩的声音数据和图像数据交错放在同一条CDI光道上。CD-I光道没有在TOC中显示,目的是不要用激光唱盘播放机去播放CD-I盘。 Green book 标准规定使用专用的操作系统,称为光盘实时操作系统CD-RToS( Compact Disc-Real-Time System)。它是一个多任务实时响应的操作系统,支持各种算术和I/0协处理器是设备独立且由中断驱动的系统,具有支持多级树形结构的文件目录等功能。 15.1.5CD- I Ready格式使用 CD-I Ready格式的CD盘称为 CD-I Ready盘,它是一种有附加特性的标准激光唱盘。这种盘既可以在标准的激光唱盘播放机上播放,又可以在CD-I播放机上播放。当CD- I Ready 盘在CD-I播放机上播放时,这种附加特性就可以显示出来 Red booki标准允许把索引点( index points)放在光道上,这就允许用户跳转到光道上的指定点。激光唱盘通常只使用两个索引点:#0和#1,前者用来标识一条光道的起点,后者用来标识声音在这条光道上的起点,这两个索引点在盘上第一条光道(第一首歌)的前面,它们之间通常有2~3秒的间隔。CD- I Ready盘把这两个索引点之间的间隔增加到182秒,这样就可以存放诸如歌曲名、解说词、作者、演员等图文信息。普通的激光唱机播放CD- I Ready盘时不管这个地方的信息,而只播放音乐节目。用CD-I播放机播放 CD-I Ready盘时,首先把这间隔中的CD-I信息读到CDI播放机的RAM中,并显示在电视机屏幕上,然后播放音乐 15.1.6CD- Bridge盘 CD- Bridge规格定义了一种把附加信息加到CD-ROM/XA光道上的一种方法,目的是让这种光盘能够在CD-I播放机上播放。这样一来,CD-Bridεe光盘就既可以在CD-I播放机上播放, 又可以在计算机上播放,而且还可以在 Kodak公司的 Photo cd播放机上播放。CD- Bridge盘上的光道都采用Mode2的扇区结构,不使用Mode1的扇区结构。声音光道则要跟在数据光道的后面 CD-Bridge盘的扇区结构与CD-ROM/XA和CD-I的扇区结构一致 CD-Bridge Mode2Form1:2352字节同步字节扇区地址|Form1 用户数据 EDC ECC 12字节4字节8字节 2048字节 4字节|276字节 CD- Bridge Mode2Form2:2352字节同步字节扇区地址|Fom2 用户数据 EDC 12字节4字节8字节 2324字节 4字节

第15章光盘存储器的格式 7 10(单道声) 4 37.8 Level C 10(立体声) 20(单道声) 4 4 18.9 18.9 15.1.4 CD-I标准——绿皮书(Green Book) Green Book是Philips和Sony公司为CD-I(Compact Disc Interactive)定义的标准，它的扇区格式和CD-ROM/XA的扇区格式相同。 CD-I Mode 2 Form 1：2352字节同步字节 12字节扇区地址 4字节 Form 1 8字节用户数据 2048字节 EDC 4字节 ECC 276字节 CD-I Mode 2 Form 2：2352字节同步字节 12字节扇区地址 4字节 Form 2 8字节用户数据 2324字节 EDC 4字节 Green Book标准允许计算机数据、压缩的声音数据和图像数据交错放在同一条CD-I光道上。CD-I光道没有在TOC中显示，目的是不要用激光唱盘播放机去播放CD-I盘。Green Book 标准规定使用专用的操作系统，称为光盘实时操作系统CD-RTOS(Compact Disc-Real-Time Operating System)。它是一个多任务实时响应的操作系统，支持各种算术和I/O协处理器，是设备独立且由中断驱动的系统，具有支持多级树形结构的文件目录等功能。 15.1.5 CD-I Ready格式使用CD-I Ready格式的CD盘称为CD-I Ready盘，它是一种有附加特性的标准激光唱盘。这种盘既可以在标准的激光唱盘播放机上播放，又可以在CD-I播放机上播放。当CD-I Ready 盘在CD-I播放机上播放时，这种附加特性就可以显示出来。 Red Book标准允许把索引点(index points)放在光道上，这就允许用户跳转到光道上的指定点。激光唱盘通常只使用两个索引点：#0和#1，前者用来标识一条光道的起点，后者用来标识声音在这条光道上的起点，这两个索引点在盘上第一条光道(第一首歌)的前面，它们之间通常有23秒的间隔。CD-I Ready盘把这两个索引点之间的间隔增加到182秒，这样就可以存放诸如歌曲名、解说词、作者、演员等图文信息。普通的激光唱机播放CD-I Ready盘时不管这个地方的信息，而只播放音乐节目。用CD-I播放机播放CD-I Ready盘时，首先把这间隔中的CD-I信息读到CD-I播放机的RAM中，并显示在电视机屏幕上，然后播放音乐。 15.1.6 CD-Bridge盘 CD-Bridge规格定义了一种把附加信息加到CD-ROM/XA光道上的一种方法，目的是让这种光盘能够在CD-I播放机上播放。这样一来，CD-Bridge光盘就既可以在CD-I播放机上播放，又可以在计算机上播放，而且还可以在Kodak公司的Photo CD播放机上播放。CD-Bridge盘上的光道都采用Mode 2的扇区结构，不使用Mode 1的扇区结构。声音光道则要跟在数据光道的后面。 CD-Bridge盘的扇区结构与CD-ROM/XA和CD-I的扇区结构一致。 CD-Bridge Mode 2 Form 1：2352字节同步字节 12字节扇区地址 4字节 Form 1 8字节用户数据 2048字节 EDC 4字节 ECC 276字节 CD-Bridge Mode 2 Form 2：2352字节同步字节 12字节扇区地址 4字节 Form 2 8字节用户数据 2324字节 EDC 4字节

第15章光盘存储器的格式 15.1.7可录CD盘标准—橙皮书( Orange Book) Orange book是另一种CD光盘的标准,这种CD盘叫做可录CDR( compact disk recordable) 盘,它允许用户把自己创作的影视节目或者多媒体文件写到盘上。可录CD盘分为以下两类: ①CDMO( compact disk-magneto optical)盘,这是一种采用磁记录原理利用激光读写数据的盘,称为磁光盘。用户可以把数据写到MO盘上,盘上的数据可以抹掉, 抹掉后又可以重写。 ②CDWo( compact disk-write once)盘,这种盘又写成CDR盘,用户可以把数据写到盘上,但是数据一旦写入,就不能把写入的数据抹掉因此, Orange book标准分成两个部分: Orange Book Part1和 Orange book Part2。Part 1描述CDMO,Part2描述CD-WO。整个结构如图15-03所示。 (橙皮书) Orange book Part 1: CD-MO Part 2: CD-wO (可重写) 写一次预刻录 CD-ROM区 100% 普通混合可盖写区 CD-WO CD-WO 可盖写区普通CD擂普通播放机在所有文件和;普通播放机可放机可以播不能播放这TOC的内容以读第一个记放预刻录种盘已经写入之录段,如有合适 CD-ROM区后,普通播放,的软伴则可读中的内容机能读这种盘;淇其余的记录段; CD盘只有每个记录段有个 MO: Magneto0 ptica1(磁光盘) 片CD盘有多个 Toc; Table Of Contents(内容表) CDDA、 CD-ROM和CDWO根据反射光量检测1和0 CDMo根据反射激光的偏振方向检测“1”和“0” Photo-CD 图15-03橙皮书( Orange Book Standard)概貌(引自 Jim Fricks盘片制造公司) 1. Orange Book Part 1 (CD-M0-H) Orange Book Part1标准描述CDMO盘上的两个区: ① Optional Pre- Mastered Area(可选预刻录区),这个区域的信息是按照 Red book Yellow book或 Green book标准预先刻制在盘上的,是一个只读区域 ② Recordable user area(用户可重写的记录区),普通的CD播放机或者VCD播放机不能读这个区域的数据,这是因为CD唱片和VCD盘与磁光盘采用的记录原理不同

第15章光盘存储器的格式这就需要一个文件系统来管理,这样就可使用户把CD-ROM当成一个文件集来看待,而不是让用户从物理层上去看待 CD-ROM盘。因此,仅有物理格式标准化还不够,还需要有一个如何把文件和文件目录放到 CD-ROM盘上的逻辑格式标准,也就是文件格式由于CD-ROM标准( Yellow book)没有制定文件标准,所以计算机厂家不得不开发自己的 CD-ROM逻辑格式。这些不统一的CD-ROM逻辑格式严重地影响了CD-ROM的推广应用。为了解决这个问题,计算机工业界的代表聚集在美国内华达州的 Del Webb' s High Sierra Hotel& Casino,起草了一个CD-ROM文件结构的提案,叫做 High sierra文件结构,并把这个提案提交给了国际标准化组织( International Standards0 rganization,IS0),IS0作了少量修改后命名为IS09660。通过许多软硬件公司的共同的艰苦努力,尤其是 John Einberger、Bill Zoellick等人作出的贡献,历时5年,终于在1988年正式公布了这个标准,命名为 Information Processing----Volume and File Structure of CD-ROM for Information Interchange”,可译为“信息处理:用于信息交换的CD-ROM的卷和文件结构” IBM PC及其兼容机的文件结构叫做MS-DS文件结构,而 Apple macintosh计算机的文件结构叫做分层结构文件系统( Hierarchical File System,HFS)。由于这两种文件结构不相同,因此MS-D0S文件不能在 Macintosh计算机上运行,而HFS文件不能在 IBM PC机上运行。IS0 960标准既不是MS-D0S的文件结构标准,也不是HFS的文件结构标准,而只是一个描述计算机用的CD-ROM文件结构标准。因此,计算机要能够读IS09660文件结构的盘,它的操作系统就必需要有支持软件,这个软件通常是在现有操作系统上进行扩展( Extension)。 Microsoft 公司为读CD-ROM盘上的IS0960文件而开发的程序叫做 MSCDEX( Microsoft cd-ROM Extension),它需要和CD-RM驱动器带的设备驱动程序相联合,MS-DOS操作系统才能读 CD-ROM盘上的IS09660文件。 MSCDEX.EXE程序的主要功能就是把IS09660文件结构转变成 MS-DOS能识别的文件结构。在MS-D0S和MS- Windows环境下, IBM PC及IBM兼容机计算机必需安装 MSCDEX. EXE和 CD-ROM驱动器带的设备驱动程序软件才能读CD-ROM盘上的文件。在MS- Windows3.x环境下, 设备驱动程序要安装在 CONFIG.SYS文件中,而 MSCDEX.EXE文件要安装在 AUTOEXEC.BAT文件中。同样,其他的操作系统也需要开发类似于 MSCDEX. EXE的软件,并且同样要与CD-ROM驱动器带的设备驱动程序联合工作,这样才能读ISO9660盘上的文件在 Windows95/98环境下不需要另外配置 CONFIG.SYS和 AUTOEXEC.BAT文件,它本身带有 MSCDEX. EXE和设备驱动程序,在安装过程中会自动安装,因此用户自己也就不需要另外安装 MSCDEX.EXE和 CD-ROM设备驱动程序。 15.2.2逻辑结构的设计概要文件系统是在应用软件和控制器之间的软件,它是操作系统的一部分。文件系统实际上是组织数据的一种方法,使应用程序访问 CD-ROM时不需要关心物理地址或数据结构。一个完整的CD-ROM文件系统有三个主要部分组成 (1)逻辑格式( logical format):它是文件格式的同义词。逻辑格式是确定盘上的数据应该如何组织,以及存放在什么地方。说得具体一点就是基本的识别信息放在何处,文件目录应该如何构造,到何处去找盘上的目录,一个应用软件存放在几张光盘上等等。由此也可以看到,逻辑格式与物理格式是不同的 (2)源软件( origination software):它是把数据写到逻辑格式的软件,按逻辑格式把要存到盘上的文件进行装配,所以源软件又称“写”软件 (3)目的软件( destination software):它是把数据从逻辑格式读出来,并且把数据转换成文件,因此目的软件又称为“读”软件。它在终端用户的机器上能够理解逻辑格式,并且使用逻辑格式来访问盘上的文件。在上述三部分中,逻辑格式是文件系统的核心。逻辑格式标准统一后,盘上的信息就有可能在不同的信息处理系统之间进行交换定义CD-ROM的逻辑格式与定义磁盘的逻辑格式有差别,这是由于这两种存储器的特性不同。定义CD-ROM逻辑格式首先要考虑CD-ROM本身的特性。对定义 CD-ROM逻辑格式产生较大影响的因素有 CD-ROM是只读存储器,而磁盘是可读/写存储器,这就不需要添加、删除目录等功

第15章光盘存储器的格式 10 这就需要一个文件系统来管理，这样就可使用户把CD-ROM当成一个文件集来看待，而不是让用户从物理层上去看待CD-ROM盘。因此，仅有物理格式标准化还不够，还需要有一个如何把文件和文件目录放到CD-ROM盘上的逻辑格式标准，也就是文件格式。由于CD-ROM标准(Yellow Book)没有制定文件标准，所以计算机厂家不得不开发自己的 CD-ROM逻辑格式。这些不统一的CD-ROM逻辑格式严重地影响了CD-ROM的推广应用。为了解决这个问题，计算机工业界的代表聚集在美国内华达州的Del Webb’s High Sierra Hotel & Casino，起草了一个CD-ROM文件结构的提案，叫做High Sierra文件结构，并把这个提案提交给了国际标准化组织(International Standards Organization，ISO)，ISO作了少量修改后命名为ISO 9660。通过许多软硬件公司的共同的艰苦努力，尤其是John Einberger、Bill Zoellick等人作出的贡献，历时5年，终于在1988年正式公布了这个标准，命名为 “Information Processing——Volume and File Structure of CD-ROM for Information Interchange”,可译为“信息处理：用于信息交换的CD-ROM的卷和文件结构”。 IBM PC及其兼容机的文件结构叫做MS-DOS文件结构，而Apple Macintosh计算机的文件结构叫做分层结构文件系统(Hierarchical File System，HFS)。由于这两种文件结构不相同，因此MS-DOS文件不能在Macintosh计算机上运行，而HFS文件不能在IBM PC机上运行。ISO 9660标准既不是MS-DOS的文件结构标准，也不是HFS的文件结构标准，而只是一个描述计算机用的CD-ROM文件结构标准。因此，计算机要能够读ISO 9660文件结构的盘，它的操作系统就必需要有支持软件，这个软件通常是在现有操作系统上进行扩展(Extension)。Microsoft 公司为读 CD-ROM盘上的 ISO 9660 文件而开发的程序叫做 MSCDEX(Microsoft CD-ROM Extension)，它需要和CD-ROM驱动器带的设备驱动程序相联合，MS-DOS操作系统才能读 CD-ROM盘上的ISO 9660 文件。MSCDEX.EXE程序的主要功能就是把ISO 9660文件结构转变成 MS-DOS能识别的文件结构。在MS-DOS和MS-Windows环境下，IBM PC及IBM兼容机计算机必需安装MSCDEX.EXE和 CD-ROM驱动器带的设备驱动程序软件才能读CD-ROM盘上的文件。在MS-Windows 3.x环境下，设备驱动程序要安装在CONFIG.SYS文件中，而MSCDEX.EXE文件要安装在AUTOEXEC.BAT文件中。同样，其他的操作系统也需要开发类似于MSCDEX.EXE的软件，并且同样要与CD-ROM驱动器带的设备驱动程序联合工作，这样才能读ISO 9660盘上的文件。在Windows 95/98环境下不需要另外配置CONFIG.SYS和AUTOEXEC.BAT文件，它本身带有 MSCDEX.EXE和设备驱动程序，在安装过程中会自动安装，因此用户自己也就不需要另外安装 MSCDEX.EXE和CD-ROM设备驱动程序。 15.2.2 逻辑结构的设计概要文件系统是在应用软件和控制器之间的软件，它是操作系统的一部分。文件系统实际上是组织数据的一种方法，使应用程序访问CD-ROM时不需要关心物理地址或数据结构。一个完整的CD-ROM文件系统有三个主要部分组成： (1) 逻辑格式(logical format)：它是文件格式的同义词。逻辑格式是确定盘上的数据应该如何组织，以及存放在什么地方。说得具体一点就是基本的识别信息放在何处，文件目录应该如何构造，到何处去找盘上的目录，一个应用软件存放在几张光盘上等等。由此也可以看到，逻辑格式与物理格式是不同的。 (2) 源软件(origination software): 它是把数据写到逻辑格式的软件，按逻辑格式把要存到盘上的文件进行装配，所以源软件又称“写”软件。 (3) 目的软件(destination software): 它是把数据从逻辑格式读出来，并且把数据转换成文件，因此目的软件又称为“读”软件。它在终端用户的机器上能够理解逻辑格式，并且使用逻辑格式来访问盘上的文件。在上述三部分中，逻辑格式是文件系统的核心。逻辑格式标准统一后，盘上的信息就有可能在不同的信息处理系统之间进行交换。定义CD-ROM的逻辑格式与定义磁盘的逻辑格式有差别，这是由于这两种存储器的特性不同。定义CD-ROM逻辑格式首先要考虑CD-ROM本身的特性。对定义CD-ROM逻辑格式产生较大影响的因素有： ⚫ CD-ROM是只读存储器，而磁盘是可读/写存储器，这就不需要添加、删除目录等功能

清华大学：《多媒体技术》课程教学资源（教材教案讲义）第15章 光盘存储器的格式

清华大学：《多媒体技术》课程教学资源（教材教案讲义）第15章光盘存储器的格式