Лекция 2 Служебная информация
Как отмечалось ранее, в каждый кадр информации при записи вставляется особый символ, не имеющий отношения к музыке, но играющий очень важную роль при воспроизведении записи. Этот символ называется служебным. Как и все прочие символы, он состоит из восьми двоичных разрядов. Каждый из этих разрядов обозначается определенной буквой – P, Q, R, S, T, V и W. Последовательности, состоящие из определенных разрядов служебного символа, представляют собой отдельные служебные каналы, в каждом из которых содержится своя информация. Последовательность служебных символов, а значит и все входящие в нее служебные каналы, делятся на блоки. В каждом блоке содержится по 98 последовательных символов. Таким образом, частота следования служебных блоков в 98 раз ниже частоты кадров, которая, как известно, равна 7,35 кГц.
Fбл = Fкадр/98 = 7,35 кГц/98 = 75 Гц
Для отделения одного блока от другого здесь также используются синхрогруппы – по две на каждый блок (S0 и S1). Они представляют собой 14-разрядные группы строго определенной конфигурации и располагаются на первых двух позициях в блоке (рис.2). После них так же, как и после всех прочих символов, преобразованных по правилам кодирования EFM, следуют по три соединительных разряда. Синхрогруппы не являются информационными символами и поэтому в восьмиразрядной форме не существуют, так же как и кадровая синхрогруппа. Информация содержится в оставшихся 96 символах.
В формате CD-Audio из всех служебных каналов используются только P и Q. Другие каналы используются в других разновидностях формата CD и заполнение их в каждом из вариантов свое.
Канал р
Канал Р является по существу индикатором пауза/музыка. Во время паузы Р = 1, а когда на дорожке присутствует запись музыкального фрагмента, Р = 0.
Продолжительность паузы, когда Р = 1, должна быть, как минимум, 2 секунды. Если он больше, то и Р = 1 должно быть, соответственно, больше.
Кроме того, во время считывания вводной дорожки, где записано оглавление, также Р = 0, как и во время считывания музыкального фрагмента. После чего между вводной дорожкой и первым музыкальным фрагментом тоже должна быть пауза 2-3 секунды, когда Р = 1.
Завершает программу, записанную на диске, выводная дорожка, которая начинается сразу же после окончания последнего музыкального фрагмента. Канал Р за 2-3 секунды до начала выводной дорожки (когда музыка еще не закончилась) должен переключиться в 1, как при паузе, а в момент начала этой паузы снова стать нулем. Спустя еще 2-3 секунды канал Р должен начать периодически переключаться из 0 в 1 и обратно с частотой 2 Гц±2%. Таких циклов должно быть примерно 50 (±10%).
Всякое изменение уровня Р осуществляется только после синхронизирующих групп, т.е. в начале очередного блока.
Канал q
Канал Q содержит данные хронирования содержимого диска и нужен для обеспечения функций поиска заданного фрагмента, повтора, воспроизведения по программе, а также обеспечивает возможность индикации текущего времени как на диске в целом, так и на каждой дорожке в отдельности. Кроме того, он содержит и другие данные о характере записанного материала. Структура блока канала Q, включая два разряда, занимаемые синхрогруппами, показана на рис.3.
Четыре бита «Управление» предназначены для характеристики записи на диске – числа каналов и наличия/отсутствия преимфазиса. Кодируются они следующим образом:
0000 – двухканальная запись без преимфазиса;
0001 – двухканальная запись с преимфазисом;
1000 – четырехканальная запись без преимфазиса;
1001 – четырехканальная запись с преимфазисом.
Эти данные используются управляющим процессором проигрывателя для автоматического включения соответствующего режима обработки данных и подключения, если это необходимо, цепей деимфазиса.
Четыре бита «Адрес» обозначают режим заполнения данных канала Q, т.е. содержимого той части блока, которая обозначена как «Данные» (72 бита).
И, наконец, последние 16 бит, обозначенные как CRC, представляют собой остаток от деления многочлена, коэффициентами которого являются все предыдущие биты блока, кроме двух, относящихся к синхрогруппам, на порождающий многочлен кода проверки на четность:
Р(Х) = Х16 + Х12 + Х5 + 1
Полученный остаток должен быть инвертирован.
Эта операция производится для того, чтобы при воспроизведении можно было проверить полученные данные на четность и определить, есть ли в них ошибки. Для этого воспроизведенные данные еще раз делятся на порождающий многочлен Р(Х) и полученный остаток после инвертирования сравнивается с тем, что содержится в принятом блоке. Если остатки совпадают, то ошибок нет. Если не совпадают, то ошибки есть и все данные блока игнорируются как неправильные. Исправления ошибок здесь не производится. В этом нет необходимости, так как блоки много раз повторяются с очень небольшими изменениями.
Как говорилось выше, содержание данных канала Q определяется кодом адреса.
Чаще всего присутствует адрес 0001, определяющий режим 1 заполнения данных. Но и внутри режима 1 возможны два варианта заполнения.
Один вариант используется на вводной дорожке. В нем отображается оглавление. Структура данных этого варианта режима 1 представлена на рис.4.
В этом варианте восемь бит номера музыкального фрагмента (дорожки) являются нулями, что означает вводную дорожку.
В графе «Точка» записываются по порядку номера всех музыкальных фрагментов, присутствующих на диске. Каждый номер повторяется трижды (в трех последовательных блоках).
Одновременно с этим в графе «Начало музыкального фрагмента» записывается время, соответствующее началу – в минутах, секундах и блоках (одна секунда + 75 блокам, номера от 00 до 74) по шкале времени, исчисляемому от начала программной зоны диска (начало первого музыкального фрагмента) до ее (зоны) конца (конец последнего музыкального фрагмента).
В графе «Текущее время на дорожке» отображается текущее время на вводной дорожке – минуты, секунды и блоки.
Все отображаемые числа в двоично-десятичном коде, т.е. восемь разрядов соответствуют двум десятичным числам от 00 до 99. Графа «0» заполняется нулями (00).
Таким образом, во время воспроизведения вводной дорожки управляющий процессор считывает с нее себе в память данные оглавления. После этого проигрыватель готов к работе в любом режиме, заданном пользователем. Он уже все о диске «знает».
Второй вариант режима 1 используется в программной зоне диска. Структура данных этого варианта показана на рис.5.
В этом варианте в графе «Номер дорожки» фиксируется номер той дорожки, которая воспроизводится в данный момент.
В графе «Индекс» фиксируется номер части музыкального фрагмента. Их может быть до 99.
В графе «Текущее время на дорожке» присутствует время, исчисляемое от начала каждой конкретной дорожки до ее конца.
В графе «0» - все нули.
В графе «Текущее время на диске» присутствует время, исчисляемое от начала программной зоны диска до ее конца.
Режим 1 заполнения данных должен присутствовать по крайней мере в каждых 9 из 10 блоков.
Режимы 2 (адрес 0010) и 3 (адрес 0011) используются для записи кодов диска в международной классификации, конкретной записи музыкального фрагмента, страны, владельца авторских прав, года записи, порядкового номера записи. Эти режимы присутствуют в канале Q, по крайней мере, один раз на 100 последовательных блоков.