Tải bản đầy đủ

Phan tich he thong may CD VCD, ung dung khoi MPEG video audio decoder de chuyen may CD sang VCD

Luận Văn Tốt Nghiệp
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ


ĐỀ TÀI:

PHÂN TÍCH HỆ THỐNG
MÁY CD – VCD, ỨNG
DỤNG KHỐI MPEG
VIDEO / AUDIO DECODER
ĐỂ CHUYỂN MÁY CD
SANG VCD.

Sinh Viên Thực Hiện :Đỗ Văn Giàn
: Nguyễn Đình Hùng
: 95 KĐĐ


Lớp
Giáo Viên Hướng Dẫn

:

Phú

Thành Phố Hồ Chí Minh
3 – 2000

Khoa Điện – Điện tử



Viết


Luận Văn Tốt Nghiệp
Đại Học Quốc Gia TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ
NGHĨA VIỆT NAM
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
Độc Lập – Tự
Do – Hạnh Phúc
*******

Khoa

: Điện –

Điện Tử
Bộ môn : Điện tử

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT
NGHIỆP
Họ Và Tên Sinh Viên: Nguyễn Đình Hùng
Đỗ Văn Giàn
Lớp
: 95 KĐĐ
I. Đầu đề luận án:
Phân tích hệ thống CD – VCD, ứng dụng khối MPEG


Audio/Video decoder để chuyển máy CD thành VCD.
II. Các số liệu ban đầu:
 Máy CD hiệu PANASONIC DT7
 Sơ đồ máy CD hiệu PANASONIC DT7
 Sơ đồ máy VCD hiệu PANASONIC SA_AK65
 Các tài liệu về máy CD, VCD và kỹ thuật xử lý
ảnh.
III. Nội dung phần thuyết trình:
 Phân tích hệ thống CD, VCD.
 Phân tích khối MPEG Audio/Video decoder.
 ng dụng chuyển đổi máy CD thành VCD.
 Thi công chuyển đổi.
IV. Các bản vẽ:
V. Cán bộ hướng dẫn
: KS. Lê Viết Phú
VI. Ngày giao nhiệm vụ
: Ngày….tháng… năm
1999
VII. Ngày hoàn thành nhiệm vụ
:
Ngày 28 tháng
02 năm 2000.
Cán bộ hướng dẫn
bộ môn
KS: Lê Viết Phú
Tháng……năm……
Khoa Điện – Điện tử

Thông qua
Ngày……


Luận Văn Tốt Nghiệp

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................

LỜI NÓI ĐẦU
Theo tốc độ phát triển của khoa học kỹ thuật trong
thời đại ngày nay, Ngành kỹ thuật số đã bộc lộ rõ
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
những ưu điểm siêu việt của nó và dần dần xâm
chiếm vào trong mọi lónh vực của đời sống con người,
đặc biệt là lónh vực thông tin. Trong lónh vực này ngành
kỹ thuật số đã khắc phục được những nhược điểm của
kỹ thuật tương tự và cho ra đời những sản phẩm chất
lượng cao như: máy CD, VCD, Truyền hình cáp, Truyền hình
HTVT, . . .
Việc ứng dụng kỹ thuật số để xử lý thông tin về
âm thanh và hình ảnh là một đề tài khá mới đối với
sinh viên Việt Nam.
Để tìm hiểu về đề tài này, việc phân tích hệ
thống của CD, VCD có thể là tiền đề đi sâu vào nghiên
cứu. Qua phân tích hệ thống này, một ứng dụng được
đưa ra trong thực tế là chuyển đổi máy CD sang VCD. Và
đó cũng chính là nội dung và nhiệm vụ của luận văn.
Luận văn này bao gồm việc phân tích hệ thống
máy CD – VCD, và ứng dụng khối MPEG Audio/Video Decoder
để thi công mạch chuyển đổi máy CD thành VCD.
Tập luận văn này bao gồm 6 chương được trình bày
như sau:
Chương 1: Chương dẫn nhập
Chương 2: Giới thiệu chung về CD _VCD.
Chương 3: Phân tích hệ thống của máy CD_VCD.
Chương 4: Khảo sát sơ đồ của khối MPEG
Audio/Video decoder để chuyển đổi máy
CD thành VCD.
Chương 5: Ứng dụng khối MPEG Audio/ Video
Decoder để chuyển đổi máy CD sang
máy VCD. Thi công chuyển đổi.
Chương 6: Kết luận
Trong quá trình nghiên cứu và thi công luận văn
chúng em đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ rất
chân tình của thầy LÊ VIẾT PHÚ cùng q thầy cô
trong khoa Điện – Điện Tử. Em sẽ ghi nhận sâu sắc công
ơn này kính mong q thầy cô đón nhận nơi chúng em
lòng thành thật biết ơn!.
Nhóm sinh viên
hiện đề tài

thực

Nguyễn Đình Hùng
Đỗ Văn Giàn

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp

Lời Cảm Tạ
Chúng em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy

LÊ VIẾT PHÚ đã tận tình hướng dẫn và cung cấp cho
chúng em những tài liệu vô cùng q giá, giúp chúng
em hoàn thành tốt luận án tốt nghiệp này.

Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến các tác giả
của các tập tài liệu vô cùng q báu.

Và cũng xin cảm ơn q thầy cô công tác tại

trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã góp phần giúp
đỡ chúng em trong thời gian làm luận văn.

Xin gởi lời cám ơn các anh chò đồng nghiệp và các

bạn cùng khóa đã động viên và đóng góp ý kiến cho
chúng tôi thực hiện đề tài này.

Nhóm sinh viên thực hiện
đề tài
Nguyễn Đình Hùng
Đỗ Văn Giàn

MỤC LỤC
Trang
Chương 1: Chương dẫn nhập.............................................
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
Chương
Chương
Chương
decoder
Chương

2: Giới thiệu chung về CD, VCD..........................
3: Phân tích hệ thống của máy CD, VCD........
4: Khảo sát sơ đồ của khối MPEG Audio/Video
.........
5: Ứng dụng khối MPEG Audio/Video decoder để
chuyển đổi máy CD thành VCD. Thi công chuyển đổi.

Chương 6: Kết luận............................................................

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp

CHƯƠNG I
CHƯƠNG DẪN NHẬP

Xử lý tín hiệu thông tin bằng kỹ thuật số là một
trong những phương pháp tối ưu để khắc phục những
khuyết điểm của kỹ thuật tương tự trong ngành công
nghệ thông tin hiện nay. Việc tận dụng tối ưu các kênh
truyền sóng, các phương tiện lưu trữ thông tin cũng như
khả năng phục hồi thông tin ở chất lượng cao là các
kết quả của quá trình nghiên cứu xử lý tín hiệu thông
tin bằng kỹ thuật số, xong một trong những tiêu chuẩn
phổ biến được đưa ra hiện nay là tiêu chuẩn MPEG (Moving
Picture Experts Group). Đây là tiêu chuẩn xử lý tín hiệu
âm thanh, hình ảnh chuyển động được sử dụng thống
nhất trong các lónh vực truyền tin, cụ thể như máy CD-VCD
là những sản phẩm được tạo ra dựa trên cơ sở của kỹ
thuật này.
Kỹ thuật xử lý tín hiệu Audio/Video theo tiêu chuẩn
MPEG là một đề tài còn khá mới mẽ đối với các kỹ
sư Việt Nam nói riêng, cũng như các sinh viên Việt Nam
nói chung. Để tìm hiểu và ứng dụng kỹ thuật này, việc
phân tích hệ thống máy CD-VCD có thể đem lại cho
chúng ta những kiến thức cơ sở, làm tiền đề cho việc đi
sâu vào tìm hiểu ngành kỹ thuật trên, ở một góc độ
cao hơn như truyền hình cáp, truyền hình HDVT, hệ thống
đóa DVD, máy thu hình không gian ba chiều . . . Với quan
điểm như trên, chúng em – Những sinh viên năm cuối
của khoa điện trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, sẽ tận
dụng khả năng, kiến thức của mình, cùng sự hướng dẫn
của các thầy cô, để thực hiện nhiệm vụ phân tích hệ
thống CD, VCD và ứng dụng khối MPEG Audio/Video decoder
để chuyển đổi máy CD sang máy VCD. Đó chính là
nhiệm vụ của tập luận văn này.
Nội dung của luận văn gồm 6 chương: Tiếp theo
chương mở đầu là chương II giới thiệu chung về hệ thống
CD,VCD với mục đích tìm hiểu khái quát về các khối
trong cấu trúc hệ thống và cú pháp dòng dữ liệu.
Chương III: Đi sâu vào phân tích nguyên lý hoạt động
của các khối dựa trên các tài liệu có liên quan.

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
Chương IV:Là chương khá phức tạp bởi vì đây là chương
đi sâu vào tìm hiểu kỹ thuật MPEG Audio/Video decoder để
ứng dụng.
Chương V:Là chương ứng dụng kết quả của chương I, II, III
và IV để thiết kế và thi công chuyển đổi máy CD sang
máy VCD.
Chương VI: Ghi lại kết quả của việc phân tích hệ thống
CD, VCD và phần ứng dụng chuyển đổi máy CD sang
máy VCD. Những nhận xét và khả năng phân tích và thi
công việc chuyển đổi.
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn thầy
Lê Viết Phú cùng q thầy cô đã góp phần giúp đỡ,
động viên chúng em hoàn chỉnh tập luận văn tốt
nghiệp này.

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
CHƯƠNG II

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CD VÀ
VCD
I. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY ĐỌC CD, VCD:

− Type (kiểu) D.A.S: Digital Audio System (Hệ thống ghi kỹ
thuật số).
− Tiêu chuẩn đóa CD, VCD (Usable dise)
 Đường kính 12 cm, bề dày d = 1,2 mm.
 Thời gian phát T ≥ 60 phút, cực đại 75 phút.
 Laser bán dẫn có bước sóng λ = 780 µ m.
 Ghi dữ liệu lên mặt đóa quang (CD, VCD) là các pit
và flat liên tiếp nhau theo xoắn ốc.
− Tốc độ quay đóa: (Spinble speed)
 Hệ thống CD, VCD được thiết kế để làm đóa quay
tròn với tốc độ dài không đổi CLV (Constant Length
Volocity), còn tốc độ gốc thay đổi.
 Khi đầu đọc ở vò trí trong cùng thì tốc độ quay 500
vòng/ phút.
 Khi đầu đọc ở vò trí ngoài cùng thì tốc độ quay
200 vòng/ phút.
− Ngõ ra tín hiệu hình: khoảng 1 Vpp (75Ω)
− Ngõ ra 2 đường âm thanh L, R: khoảng 1 Vpp.

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp

II.

SỰ GIỐNG NHAU VÀ KHÁC NHAU CỦA TÍN HIỆU
CD, VCD:
1) Lưu đồ xử lý tín hiệu CD VCD:

Hình II.1:

Lưu đồ xử lý tín hiệu CD_VCD.

Từ lưu đồ trên, ta thấy được giữa 2 kỹ thuật xử lý
tín hiệu CD và VCD khác nhau chỉ ở khâu đầu tiên bắt
đầu xử lý. Đối với CD thì tín hiệu Analog Audio được lấy
mẫu ở tần số 44,1 KHz, mỗi lần lấy mẫu là 16 bit. Sau
đó sẽ được lượng tử hóa và biến đổi thành chuỗi tín
hiệu số. Đối với VCD thì được mã hóa theo tiêu chuẩn
MPEG_1, phần này sẽ được trình bày trong chương IV. Tín
hiệu sau khi ra khỏi khối này cũng là một chuỗi tín hiệu
số. Còn các khâu xử lý tín hiệu số còn lại là hoàn
toàn giống nhau như: Đònh dạng khung, Qui tắc sửa lỗi
CIRC, Tín hiệu C và D, điều biến EFM, bit trộn, từ đồng
bộ, điều biến NRZI, phần này được trình bày ở các mục
tiếp theo chương này. Đến đây dữ liệu mới được trực
tiếp ghi lên đóa.
2) Cấu trúc dòng dữ liệu:
Như đã trình bày ở phần trên, quá trình xử lý tín
hiệu CD, VCD chỉ khác nhau ở khâu bắt đầu xử lý,
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
nhưng đến khâu bắt đầu xử lý tín hiệu số như đòng dạng
khung là hoàn toàn giống nhau. Tức là để hình thành 1
FRAME (khung) thì có 24 Symbol (mỗi Symbol là 8 bit) dữ
liệu và thời gian để dữ liệu hình thành 1 FRAME là hoàn
toàn giống nhau. Sau đó để tiện phân tích các khâu
trong quá trình xử lý tín hiệu CD VCD ghi lên đóa, nên
chúng tôi chỉ phân tích quá trình xử lý tín hiệu CD.
Ở phần trên, đã trình bày1 FRAME thì có 24 Symbol
nên muốn hình thành 1 FRAME thì phải có 6 lần lấy mẫu
ứng với tín hiệu âm thanh Stereo. Do đó để hình thành 1
FRAME đầy đủ thì mất một khoảng thời gian
6x

1
= 136,05µS
44,1KHZ

Các khâu xử lý tiếp theo được diễn tả ở dòng dữ
liệu như ở hình II.2.

Hình II.2: Cấu trúc dòng dữ liệu
Trong hìnhI I.2 thì 1 FRAME trong quá trình xử lý được
cộng thêm vào 9 Symbol (trong đó có 8 Symbol chiếm
mục đích sửa lỗi và 1 Symbol tín hiệu C và D. Lúc này,
trong 1 FRAME có 33 Symbol. Tiếp theo là điều biến và
cộng thêm vào các bit trộn. Sau đó cộng từ (word) đồng
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
bộ 24 bit và 3 bit trộn. Do đó, cuối cùng trong 1 FRAME có
tất cả 588bit. Với 588 bit này và thời gian hình thành 1
FRAME ta tìm được tốc độ bit là
588bit
= 4,321MHZ
136,05µS

III.

PHƯƠNG PHÁP SỬA LỖI CIRC:(Cross Interleave
Reed Selomon code):
Mặc dù việc xử lý tín hiệu số được thiết lập để
loại bỏ các sai sót về xử lý tín hiệu, nhưng việc truyền
dòng dữ liệu tới bề mặt đóa gốc, vẫn còn phụ thuộc
vào mối quan hệ vật lý giữa bộ phận ghi và mặt đóa.
Nó cũng có thể dẫn đến những sai sót dữ liệu do 2
nguyên nhân.
 Do bề mặt đóa có bụi, vết dấu tay, trầy xước.
 Những biến đổi về cơ làm mất tính đồng bộ trong
việc ghi tín hiệu số sai khác bit dữ liệu.
Do vậy quá trình sửa sai là quá trình rất quan trọng và
phức tạp. Đối với CD, VCD,… Người ta dùng mã xen chéo
Reed Solomon (CIRC) làm mã sửa sai.
Trong quá trình thực hiện xử lý tính hiệu số, người ta
cũng đưa đến kết luận có 2 loại lỗi xảy ra: Lỗi thứ I là
lỗi chỉ xảy ra trên 1 Symbol đơn còn gọi là lỗi ngẫu
nhiên (Ramdom). Lỗi thứ II là lỗi xảy ra từ 2 Symbol trở
lên trong 1 frame của 1 kênh gọi là lỗi chùm (burst).
1) Sửa lỗi Ramdom:
Lỗi Ramdom là lỗi chỉ xảy ra trên 1 Symbol đơn, trong
quá trình sửa lỗi thì mã bò lỗi sẽ được phát hiện, vò trí
lỗi được xác đònh và công việc sửa sai sẽ thực hiện. Do
vậy công việc phát hiện và sửa lỗi không đơn giản
chút nào. Để phát hiện được lỗi này và sửa lỗi. Thì
đối với kỹ thuật CD, VCD người ta dùng phương pháp
sửa lỗi Reed Solomon. Phương pháp sửa lỗi Reed Solomon
khôâng sửa lỗi trực tiếp dựa trên các bit mà nó sửa
lỗi dựa theo các symbol. Vì vậy phương pháp sửa lỗi Reed
Solomon sử dụng một mã loại khác gọi là tác nhân
cân bằng (mã cân bằng) được cộng xen vào.
Để dể hiểu trong phương pháp sửa lỗi Reed Solomon
này, ta chỉ ví dụ dòng dữ liệu gốc cóù 4 Symbol( Thực
tế phương pháp sửa lỗi Reed Solomon sử dụng trong CD,
VCD người ta dùng 12 symbol trong 1 mã cân bằng).
Nguyên lý sửa lỗi 4 symbol này có thể được miêu tả
dưới dạng lưu đồ.

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp

DỮ
LIỆUGỐC
(Original Data)
A=4
B=3
C=2
D=1

DỮ LIỆU
GIẢI MÃ
(Decoded Data)
A’ = 2
B’ = 3
C’ = 2
D’ = 1
P’ = -10
Q’= -20

PHẦN TỬ CÂN
BẰNG
(Parity)
A+B+C+D+P=0
A + 2B + 3C + 4D + Q =
0
P = -10
Q = -20

HỘI CHỨNG
(Syndrome)
S0 = A’ + B’ + C’ + D’ + P’ =
-2
S1 = A’ + 2B’ + 3C’ + 4D’ + Q’
= -2
S0 = S1 = -2 = a

PHÁT HIỆN
LỖI

(Erroor Detection)
Hình I.3: Lưu đồ phương A’=
pháp
sửa lỗi Reed
A + a ⇒ A = A’ – a
Solomon.A = 2 – (-2) = 4
Giả sử dòng dữ liệu gốc có 4 symbol: A, B, C, D thì
qui tắc sửa lỗi Reed Solomon dùng 2 loại mã cân bằng P
và Q được ấn đònh sao cho hệ phương trình sau đây thỏa
mãn phương trình sau:

A + B + C + D + P = 0 (1)
A + 2B + 3C + 4D + Q = 0 (2)
Giả đònh các tín hiệu được thu nhận sau quá trình xử
lý là A’, B’, C’, D’, P’ vàø Q’ nếu các Symbol thu nhận
không có lỗi thì chúng thỏa mãn phương trình (1) và (2).
Tuy nhiên khi có lỗi xảy ra cả hai phương trình trên đều
không thỏa mãn và kết quả tương ứng chúng khác 0.
Do đó sẽ hình thành nên các phương trình (3) và (4).
S0 = A’ + B’ + C’ + D’ + P’ = 0
(3)
S1 = A’ + 2B’ + 3C’ + 4D’ + Q’ = 0 (4)

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
S0, S1 được gọi là hội chứng (Syndrome). Chính những
hội chứng S0, S1 này xác đònh được vò trí của lỗi xảy ra.
Bây giờ ta giả sử rằng có 1 trong 4 Symbol trên bò
sai. Ví dụ Symbol A’ chẳng hạn:A’ =A + Ea (5) Thành phần
lỗi nằm trong tín hiệu phát. Còn các Symbol còn lại
không có lỗi như vậy lấy phương trình (5) thay vào (3), (4)
ta có:
A + Ea + B + C + D + P = S0
(6)
A + Ea + 2B + 3C + 4D + Q = S1 (7)
Từ 2 phương trình này ta thế số dữ liệu ban đầu
vào được: S0 = S1 = Ea lỗi đã được phát hiện.
Để sửa lại Symbol A’ đúng với Symbol ban đầu thì việc
sử dụng rất dễ dàng bởi phương trình.
A = | P| - B – C – D Hoặc A = A’ -Ea
Do đó giá trò thật của A sẽ được tìm thấy.
Tương tự Symbol B,C,D lần lượt bò lỗi cũng có thể
phát hiện được. Sau đây là bảng tóm tắt khi lỗi xảy ra
trên từng Symbol:
Khi S0 = S1 = 0
: không có lỗi xảy ra.
S0 = S1 = const : A’ là dữ liệu lỗi.
2S0 = S1
: B’ là dữ liệu lỗi.
3S0 = S1
: C’ là dữ liệu lỗi.
4S0 = S1
: D’ là dữ liệu lỗi.
Đến đây chỉ biết được vò trí lỗi của từng Symbol bò
sai. Nếu như mã cân bằng bò lỗi thì việc sửa lỗi các
Symbol trên không thể thực hiện được, nhưng thật may
mắn từ phương trình (5), (6) cũng phát hiện được lỗi. Khi
mã cân bằng bò sai được kết quả như sau:
 Nếu P lỗi khi S0 = Ep và S1 = 0.
 Nếu Q lỗi khi S0 = 0
S1 = Eq.
Như vậy nhờ vào sự kiểm tra mối liên hệ giữa các
hội chứng S0, S1 thông qua hai mã cân bằng P và Q, lỗi
nằm tại vò trí nào sẽ được xác đònh và dữ liệu thật sẽ
được tìm ra.
2) Sửa lỗi brust:
Lỗi Brust là lỗi xảy ra từ 2 Symbol trở lên trong 1 frame
của 1 kênh .Lỗi brust này thường xảy ra trên các vết
trầy …Do đó nếu dữ liệu ghi trực tiếp thì các lỗi brust
cũng thường xuyên xảy ra, mà việc tìm kiếm xem dữ
liệu nào bò lỗi là điều không thể thực hiện, dẫu biết
rằng có sự tồn tại của lỗi. Để giải quyết các lỗi này
người ta đã dùng kỹ thuật đan xen dữ liệu (Cross
interleave). Mục đích của việc đan xen là biến đổi lỗi brust
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
thành lỗi Ramdom mà phương pháp sửa lỗi Reed Solomon
xử lý rất hữu hiệu.
3) Qui tắc reed solomon trong kỹ thuật đan chéo
CIRC:(cross interleave reed solomon code)
Qui tắc kỳ diệu Solomon với 2 mã cân bằng C1 và
C2 đã thực hiện ngoạn mục công việc sửa lỗi, trong sự
kết hợp với nghệ thuật đan chéo các dữ liệu. Đối với
các chùm lỗi kép tương đối ngắn, CIRC có khả năng
giải quyết sạch sẽ. Đối với các chùm lỗi cực dài (vết
xước trầm trọng), người ta thực hiện một phương pháp
đan xen khác phức tạp hơn. Nói chung, hệ thống sửa lỗi
trong hệ thống CD ngày nay đã được cải tiến rất cao.
Dưới đây sẽ giải thích trình tự của CIRC được sử
dụng trên thực tế, trong phạm vi giải quyết các chùm lỗi
tương đối ngắn.

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
L60

S120.A

D

D

S120.B

S’2
D

1D

D

2D

D

3D

S120+1.A
R60

S’3
D

S120+1.B
S120+2.A

S’4

L60+1
S120+2.B

4D

S120+3.A
R60+1

5D

S120+3.B

6D

S120+4.A
L60+2

7D

S120+4.B
S120+5.A
R60+2
S120+5.B

S’1

S’5
D
S’6

D

8D

D

9D

D

10D

D

11D

S’7
D

S’8
S’9

D

S’10
S’11

D

Xáo
trộn
dữ
liệu
của
các từ
dữ
liệu
chẵn:
L60,
R60
L60+2,
R60+2
L60+4,
R60+4

S’12
Q’13
Q’14

12D

C2

Q’16
14D

S120+6.B

15D

S120+7.A
R60+3

16D

D

D

S’22
S’23
D

20D

D

21D

D

22D

D

23D

S120+10.B
S120+11.A

S’21

19D

S120+9.A

S120+10.A
L60+5

S’19
S’20

18D

S120+8.B

R60+4
S120+9.B

S’17
S’18

D

17D

S120+8.A
L60+4

Q’15

13

S120+6.A
L60+3

S120+7.B

D

D

S’24
S’25

D

S’26
S’27
S’28

R60+5
S120+11.B

D

24D

P’29
P’30

25D
D

26D

Xáo
trộn
dữ
liệu c
ủa
các từ
dữ
liệu
mẫu
lẻ:
L60+1,
R60+1
L60+3,
R60+3
L60+5,
R60+5

P’31
P’32

27D
D
Dạng tổng quát
của tín hiệu ngõ
vào

Xáo trộn dữ liệu

Sửa sai
với

cân
bằng
C2

Hình VII.8: Trình xử lý CIRC

Làm
trễ

C1
D

Sửa sai
với mã
cân
bằng C1

Trễ
Cổng

Dạng tổng
quát của tín
hiệu ngõ ra

NOT

HÌNH I.4: Qui tắc sửa lỗi CIRC đối với lỗi ngắn.

Chú thích đầu vào sơ đồ hình 3:
 L6 o, R6 o được hiểu là:
 L: từ dữ liệu mẫu kênh trái; R: từ dữ liệu mẫu kênh
phải.
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
 6: Biểu tượng của qui ước “6 từ dữ liệu mẫu lấy ở
mỗi kênh cho mỗi khung”
 o: Chỉ ra trật tự dữ liệu mẫu (0, 1, …….., 5) trong một
khung (theo chiều đứng).
 L6 o, R6 o là các từ dữ liệu mẫu chẵn.
 L6 o + 1, R6 o + 1: Theo cách giải thích trên, đây là dữ
liệu kênh trái & kênh phải, chiếm trật tự kế tiếp
trật tự “o”. đây là các từ dữ liệu mẫu lẻ.
 Cùng một cách giải thích cho (L6 o + 2, R6 o + 2),….., (L6
o + 5, R6 o + 5).
 S12 o.A, S12 o.B được hiểu là:
 S: Ký tự biểu tượng.
 12: Chỉ số ký tự biểu tượng lấy ở mỗi kênh cho một
khung.
 o: Chỉ trật tự cặp “ký tự biểu tượng” trong cùng một
khung đứng.
 o.A: Chỉ trật tự của “ký tự biểu tượng trên” trong một
từ dữ liệu mẫu.
 o.B: Chỉ trật tự của “ký tự biểu tượng dưới” trong một
từ dữ liệu mẫu.
 Tương tự, S12 o + 1.A và S12 o + 1.B là cặp ký tự biểu
tượng trên, dưới chiếm vò trí kế tiếp trong khung đứng.
Cùng cách giải thích cho các cặp còn lại……
(1) Tại đầu vào mạch CIRC, từng khung dữ liệu gồm 6
từ dữ liệu mẫu kênh trái và 6 từ mẫu kênh phải
được tuần tự đưa vào.
(2) Trong số 6 từ dữ liệu mẫu của mỗi kênh, các từ
đánh số chẵn được phân bố vào đường trễ (Delay)
với thời gian trễ là hai khung, và được sắp xếp lại như
sơ đồ trình bày. Động tác sắp lại dữ liệu này được
thực hiện nhằm tạo lần lượt các khung mới gồm các
dữ liệu “đợi chờ” (do chậm qua mạch trễ) hội nhập
với các dữ liệu đến sau (cách đó 2 khung và không
qua mạch trễ) bắt kòp. Chẳng qua đây là động tác
xáo trộn dữ liệu (Scramble).
(3) Sau giai đoạn xáo trộn lần đầu, 4 ký tự biểu tượng
cân bằng Q của mã Reed Solomon được chèn vào
chung với 24 ký tự biểu tượng thuộc khung mới. Như
vậy, cho đến lúc này, có tất cả 28 ký tự biểu tượng
trong một khung.
(4) Kế tiếp sau đó, toàn thể 28 ký tự biểu tượng dữ
liệu thuộc khung mới này lại lần lượt được làm trễ
với thời trễ tăng dần lên theo qui tắc sau:
Gọi D là thời trễ 4 khung.
 Ký tự biểu tượng tại hàng đầu tiên của khung sẽ
không làm trễ: 0 x D.
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
 Ký tự biểu tượng đứng hàng kế tiếp sẽ được làm
trễ: 1 x D.
 Ký tự biểu tượng đứng hàng thứ 3 sẽ được làm trễ: 1
x D.
 …………………………………….
 Ký tự biểu tượng đứng chót (hàng 27) sẽ được làm
trễ: 27 x D.
 Như vậy, có nghóa là dữ liệu đến đây đã được phân
tán rải rác trên khắp
4 x 27 = 108 khung, theo chu kỳ 4 khung và thời trễ tăng
theo cấp số cộng.
(5) Sau đó, người ta đưa vào thêm 4 ký tự cân bằng P
của mã Solomon để hình thành một khung mới gồm 32
ký tự như sơ đồ minh họa.
(6) Kế tiếp người ta cần mẫn xáo trộn dữ liệu lần
cuối cùng bằng cách làm trễ xen kẽ nghóa là cứ
cách một hàng, dữ liệu lại được làm trễ với thời trễ
là một khung.
Cuối cùng tín hiệu đầu vào gồm 24 ký tự cho mỗi
khung, đã trở thành 32 ký tự sau các đợt xáo trộn nhờ
cộng thêm 8 ký tự cân bằng để sửa lỗi.
Ngoài ra khi việc sửa lỗi là khả thi, một giá trò xấp xỉ
gần đúng sẽ được nhặt ra từ dữ liệu đúng trước đó
và sau dữ liệu sai. Đây là công việc của mạch so sánh
và nội suy. Động tác xáo trộn ở mục (2) là cách tạo
thuận tiện cho công đoạn sửa lỗi này. Động tác xáo
trộn ở mục (6) là phương thức nhằm nâng cao khả năng
sửa lỗi đối với các lỗi nhỏ.
4) Giải mã CIRC:
Quá trình giải đan xen dữ liệu để sửa lỗi là quá
trình ngược lại xử lý CIRC được diển tả như ở hình II.5.

Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
S’1

S120A

27D

S’2

L60
S120B

26D

S’3

S120+1A
L60

25D

S’4

S120+1B

S’5

24D

S120+2A

S’6

23D

2D

L60+1
S120+2B

S’7

22D

2D

S’8

S120+3A

21D

2D

L60+1
S120+3B

S’9

20D

S’10

19

S120+4A

18D

L60+2
S120+4B

17D

S120+5A

16D

L60+2
S120+5B

2D

S’11
S’12
S’13
S’14

15D

S’15
S’16

C1

S’17

14D

C2

13D

S’18

12D

9D

L60+3
S120+6B
S120+7A

2D

10D

S’21

2D

S’20

S120+6A

2D

11D

2D

S’19

L60+3
S120+7B

S’22
8D

S’23
7D

S’24

S120+8A

6D

S’25
S’26

L60+4
S120+8B

5D

S120+9A
S’27

4D

S’28

L60+4
S120+9B

3D

2D

S120+10A

1D

2D

S’30

2D

2D

S’29

S’31

L60+5
S120+10B
S120+11A

2D

S’32

L60+5
S120+11B

Giả
i
đan
xen

De- Scrambling(giải xáo trộn)

Sửa
sai
Làm trễ

Dạng tổng quát
Của tín hiệu
ở ngỏ ra

Hình VII.31: Quá trình đanxen dữ liệu để sửa lỗi khi
phát lại

HÌNH II.5: Giải mã CIRC.
IV. TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN VÀ HIỂN THỊ: (C và D:
Control and Display Signals)
Trong hệ thống CD, các tín hiệu ghi lên đóa là các
pit và flat theo những đường Track không nhìn thấy được.
Nó không thực hiện những thao tác bằng tay như ở đóa
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
nhựa analog. Vì vậy các vò trí đầu bản, hay số bản,…. Và
các thông tin khác liên quan đến nội dung đóa cần phải
đánh dấu bằng tín hiệu C & D (Control and Display).
Tín hiệu C & D có 8 bit được đánh dấu P, Q, S, U, V, W.
thực tế người ta chỉ mới sử dụng kênh P và Q trong CD,
VCD gồm các tín hiệu nội dung đóa (TOC: Table of Contents)
do đó chúng em chỉ chú ý đến 2 kênh này.
1) Đònh dạng khung:
Trong 1 khung thì có 33 bytes trong đó 24 bytes dữ liệu,
8 bytes sửa lỗi và 1 bytes dành cho tín hiệu C & D. trong
tín hiệu C &D có 2 kênh Q và W có độ dài ấn đònh là 98
khung (frame). Vì 1 khung có chiều dài là 136,06µs. Do đó
tín hiệu C & D có chiều dài là 136,06 x 98 = 13,33
ms(25Hz). Hay nói khác đi đây còn gọi là khung lớn
(khối) dữ liệu được diễn tả ở hình II.6:

C&D CODE

DATA

PARITY

DATA

PARITY
PQRSTUVW

L0R0L2R2L4R5

Q1Q2Q3Q4

L1R1L3R3L5R5

1

ADR

P

V

2
3

Q-DATA

KHUNG
NO

32 KÝ TỰ BIỂU TƯNG (32
x 8 BIT

Q
W

R

S

T

U

S0: MẪU ĐỒNG BỘ

CRT
CONTROL

8 BIT

MÃ Channel P 0 hoặc 1

P1P2P3P4

S1: MẪU ĐỒNG BỘ

6

OPEN

7
10
11
82

HÌNH83II.6. Cấu trúc dữ liệu C&D code và một frame
lớn.
98

2)

Kênh P:
Khoa Điện – Điện tử


Luận Văn Tốt Nghiệp
Kênh P được đại diện 1 bit nằm ở vò trí đầu tiên
của tín hiệu C & D được dùng để chỉ vò trí đầu của các
bản nhạc từ khung 3 – 39.
Bit này lên 1 trong thời gian 2 giây khi đầu đọc đang tại vò
trí đầu bản nhạc và trở về “0” trong các trường hợp
khác.
Ngoài ra, nó còn có giá trò “0” khi đầu đọc nằm ở
vùng lead in Area(vùng chứa mục lục các dữ liệu của
đóa. Và thay đổi trạng thái “0” lên 1 hoặc 1 xuống 0 với
tần số 2Hz trong khoảng 2 – 3 giây khi đầu đọc đang ở
vùng dẫn xuất (lead out Area)
3) Kênh Q:
Kênh Q đại diện 1 bit nằm ở cột thứ hai trong tín
hiệu C & D. kênh này được trình bày khoảng 98 khung [hay
được trình bày trong 1 khối (khung lớn)]. Ngoài ra kênh
này cho biết nội dung của chương trình TOC nằm ở vùng
dẫn nhập. Đồng thời cho biết thời gian trôi qua, số bản
nhạc,… nằm ở vùng chương trình, vùng dẫn xuất.
Control: (điều khiển) mã điều khiển bao gồm 4 bit được
ghi lên khung 3 – 6. Ý nghóa mã này được trình bày:
− 0000: tín hiệu CH – 2 không qua mạch tiền nhấn.
− 1000: tín hiệu CH – 4 không qua mạch tiền nhấn.
− 0001 tín hiệu CH – 2 đã qua mạch tiền nhấn.
ADR (address: đòa chỉ)
Mã đòa chỉ bao gồm 4 bit được ghi lên khung 7 ~ 10.
Mã này cho biết nội dung của dữ liệu Q từ khung kế
tiếp.
− 0001 (Mode 1): chuỗi có độ dài 9 hoặc 19 mã đại diện
được tạo ra.
− 0010 (Mode 2): tương ứng với số thứ tự của mục lục.
− 0011 (Mode 3): tương ứng đường ghi nhạc.
Đối với CD hiện nay, ADR được dùng ở mode 1. Do đó,
người ta diễn giải nội dung của dữ liệu Q ở mode 1 như
sau: (ADR = 0001).
Dữ liệu Q:
Dữ liệu Q được ghi lên các khung 11 ~ 82. Hình II.7
trình bày dữ liệu Q thuộc vùng dẫn nhập (Lead-In), và
hình II.8 cho biết dữ liệu nằm trong vùng chương trình hay
vùng dẫn xuất (Lead-Out).
S0, S1

CONTROL

ADR

TNO

POINT

MIN

SEC

FRAME

ZERO

PMIN

PSEC

PFRAME

RC

Hình II.7: Dữ liệu Q trong vùng dẫn nhập
S0,
S1

CONTROL

ADR

TNO

X

MIN

SEC

FRAME

ZERO

Khoa Điện – Điện tử

AMIN

ASEC

APFRAME

CRC


Luận Văn Tốt Nghiệp

Hình II.8: Dữ liệu Q trong vùng dẫn xuất và vùng
music
TNO (Track No): Tương ứng số thứ tự đếm đường ghi,
biểu diễn bằng 2 số mã hệ thập phân:
− “00” (= 00000000): Vùng dẫn nhập (lead-in track)
− “01” ~ “99” (= 00000001 ~ 10011001): Trình bày số thứ tự
track.
− “AA” (= 10101010): vùng dẫn xuất.
− X: Tương ứng mục lục, biểu diễn bằng 2 số thể hiện
dưới dạng mã BCD. Nó không được gán cho vùng dẫn
nhập.
− “00”: Tạm dừng giữa các bản nhạc.
− “01” ~ “99”: Đếm theo thứ tự số nhánh ghi được phân
ra trên một track trong giới hạn hai số mã.
ZERO: 8 bit đều có giá trò “0”.
MIN, SEC, FRAME: Tiêu biểu cho các số
gồm 2 số mã BCD, được dùng để diễn
tả thời gian chạy của một bản nhạc.
Có giá trò “0” ở khởi điểm của đường
ghi. Trong thời gian bản nhạc được phát,
giá trò này tăng dần và ở trạng thái
tạm dừng: nó giảm; cuối cùng , khi kết
thúc, giá trò trở về “0”. Các con số
này tăng dần tại vùng dẫn nhập hay
dẫn xuất. Thời gian tương đối được trình
bày theo mối quan hệ sau:
1 phút (min) = 60 giây(sec) và, 1 giây (sec) = 75 khung
(frames).
AMIN, ASEC, AFRAME: Tiêu biểu các mã BCD, được kết
hợp nhằm để biểu diễn tổng thời gian kể từ lúc mở
đầu vùng chương trình. Đây là thời gian tuyệt đối. Các
giá trò đều được ấn đònh về “0” tại lúc bắt đầu vùng
chương trình và đường ghi đưa ra giá trò khởi đầu giả đònh
trên đóa.
1 (AMIN) = 60 (ASEC), 1 (ASEC) = 75 FRAMES
Khoa Điện – Điện tử


01

04

01

2
sec
AA

f=2Hz

Track 4 Leadout

Vùng chương trình

Thông tin

POINT, PMIN, PSEC, PFRAME: Thể hiện theo mã BCD, được
kết hợp tương ứng với nhau nhằm biểu diễn nội dung
của chương trình. Đối với các bài hát lưu trữ trên đóa,
thời gian ghi điểm khởi đầu của bản nhạc được trình bày
theo trình tự: từ bài nhạc đầu đến bài nhạc cuối. Số thứ
tự bài hát được hiển thò, và thời điểm bài nhạc kết
thúc cũng được hiển thò. Phần này trở thành TOC (Table
of Contents), nghóa là bảng nội dung. Mỗi dữ liệu được ghi
lập lại lên đóa 3 lần.

01
02
01
03

02

00
01

01

Q channel

Khoa Điện – Điện tử

Absolute
time
Thời gian
tuyệt đối

Time
Thời
gian

X

TNO

00

00

1

0
P channel

0

Dẫn nhập

Track 1

2
sec

1

0

Track 2

0200

Track 3

Actual time
Thời gian thực
03

02

2sec

− POINT = A0: Các số chỉ phút tương ứng với số thứ tự
đếm đường ghi của đầu bản nhạc. PSEC và PFRAME trở
về “0”.

Hình II.9: Trạng thái của channel P,
Q

Dẫn xuất

Luận Văn Tốt Nghiệp


Luận Văn Tốt Nghiệp

− POINT = A1: Các số chỉ phút tương ứng với số tự đếm
đường ghi của cuối bản nhạc. PSEC và PFRAME trở về
“0”.
− POINT = A2: PSEC và PFRAME tiêu biểu cho điểm bắt đầu
của đường ghi đi vào vùng dẫn xuất.
Hình II.9 sẽ miêu tả trạng thái của P-channel và Q channel
trong vùng dẫn nhập (Lead-in), vùng
chương trình (Program) và vùng dẫn xuất
(Lead-out).
Trong vùng dẫn nhập:
(Lead-in area)

Paphiopedium = 0: Đầu đọc
đang đọc nội dung của bản
nhạc.
TNO = 00: Báo vùng dẫn
nhập.

Trong vùng chương trình:
(Program area)

TNO = 01, 02, 03: Báo số
thứ tự track đang đọc.
Paphiopedium = 1: Đầu đọc
đang ở vò trí đầu bản nhạc
(trước track 1, track 2,….)
khoảng 2 giây. Đồng thời X
= 00: Thời gian tạm dừng
bản nhạc (khoảng 2 giây).
Paphiopedium = 0: Đầu đọc
đang đọc nội dung bản
nhạc, đồng thời X khác 00
để đếm số thứ tự nhánh
ghi trên một track.
Như vậy khi X = 00: track sẽ
được chuyển đổi.
Paphiopedium là dạng xung
(…….) với tần số là 2 Hz.
Xung này xuất hiện sau
thời gian 2 giây, thời gian
xuất hiện xung này khoảng

Trong vùng dẫn xuất:
(Lead-out area)

Khoa Điện – Điện tử


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×