Постоянная угловая скорость в оптических носителях информации
Constant angular velocity
Постоянная угловая скорость (CAV) в оптических дисках: принцип работы, отличие от CLV, применение в CD-ROM, HDD и грампластинках. Объяснение режимов записи.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
В оптическом хранении данных постоянная угловая скорость (CAV) определяет номинальную скорость любого диска, содержащего информацию, и может также применяться к скорости записи перезаписываемых дисков. Устройство или диск, работающий в режиме CAV, поддерживает постоянную угловую скорость, в отличие от постоянной линейной скорости (CLV). Типичный CD-ROM-привод работает в режиме CLV, в отличие от дискеты или жесткого диска, или граммофона, которые работают в режиме CAV. В режиме CAV двигатель шпинделя вращается с постоянной скоростью, из-за чего носитель информации проходит мимо считывающей/записывающей головки быстрее, когда головка находится на внешнем краю диска. В отличие от этого, в режиме CLV скорость вращения шпиндельного двигателя изменяется таким образом, чтобы носитель информации проходил мимо головки с одинаковой скоростью, независимо от положения головки на диске. Если диск записан с одинаковой плотностью по всей площади, то при чтении или записи в режиме CAV скорость передачи данных будет выше для внешних дорожек, чем для внутренних, в то время как в режиме CLV скорость передачи данных остается одинаковой на всех дорожках. Преимущество режима CAV перед CLV заключается в простоте конструкции механизма привода (и его более низкой стоимости). Еще одним преимуществом является то, что устройство может быстрее переключаться между чтением разных частей диска, поскольку в режиме CLV при перемещении головки внутрь или наружу необходимо изменять скорость вращения диска.
In optical storage, constant angular velocity (CAV) is a qualifier for the rated speed of any disc containing information, and may also be applied to the writing speed of recordable discs. A drive or disc operating in CAV mode maintains a constant angular velocity, contrasted with a constant linear velocity (CLV). A typical CD ROM drive operates in CLV mode, in contrast to a floppy or hard disk drive, or gramophone, which operates in CAV mode. In CAV mode, the spindle motor turns at a constant speed, which makes the medium pass by the read/write head faster when the head is positioned at the outside of the disk. In contrast, in CLV mode, the spindle motor speed varies so that the medium passes by the head at the same speed regardless of where on the disk the head is positioned. If the disk is recorded at the same areal density throughout, then when read or written in CAV mode, the data rate is higher for the outer tracks than for the inner tracks, whereas in CLV mode, the data rate is the same everywhere. An advantage of CAV mode over CLV is that the drive mechanism is easier to engineer (and less expensive to build). Another advantage is that a device can switch from reading one part of a disk to reading another part more quickly, because in CLV mode, when the device moves the head in or out, it must change the speed of the disc.
Размеры
В случае диска стандартного диаметра 12 см, данные на самом внешнем краю (6 см от центра) доступны в 2,4 раза быстрее, чем данные на внутреннем краю области, содержащей данные (2,5 см от центра). Для миниатюрного диска диаметром 8 см (радиус 4 см) отношение скорости доступа к внешнему краю данных к скорости доступа к внутреннему краю данных составляет 1,6. Это означает, что, например, если диск вращается с постоянной угловой скоростью ×24, эквивалентная линейная скорость будет ×24 при доступе к самому внешнему краю области данных и ×10 при доступе к самому внутреннему краю области данных.
In case of a 12 cm standard diameter disc, data at the outermost edge (6 cm from center) is accessed at 2.4 times the speed of data at the inner edge of the data containing program area (2.5 cm from center). For a miniature disc with a diameter of 8 cm (radius of 4 cm), the speed ratio of outer to inner data edge is 1.6. This means that, for example, if a disc is accessed at a constant angular velocity of ×24, the equivalent linear velocity is ×24 while accessed at the outermost edge of the data area while being ×10 at the innermost data area.
Применение
Грамофонные пластинки всегда использовали CAV, включая CED, которые обеспечивают видеосигналы. Некоторые высокоскоростные приводы CD и DVD могут использовать CAV. Это позволяет сократить время доступа, поскольку скорость вращения (угловая скорость) не требует изменения при перемещении лазера по диску, подобно магнитной головке жесткого диска. При заданной угловой (вращательной) скорости линейная скорость на самой внешней дорожке почти в 2,4 раза выше, чем на самой внутренней. CAV использовался в формате LaserDisc для интерактивных заголовков, а также в специальных изданиях некоторых фильмов. CAV обеспечивал возможность получения четких неподвижных кадров и произвольного доступа к любому кадру на диске. Однако время записи составляло 30 минут с каждой стороны (эти диски также известны как "стандартный режим записи"), в отличие от 60 минут с каждой стороны для дисков, использующих CLV ("расширенный режим записи"). CAV используется в игровых дисках Nintendo GameCube и Wii Optical Disc, в оригинальных дисках Xbox и GD-ROM от Sega.
Gramophone records have always used CAV, including CEDs which provide video signals. Some high speed CD and DVD drives can use CAV. It allows for shorter access times because the rotation speed (angular velocity) does not need to be changed when the laser seeks across the disc, similarly to the magnetic head of a hard disk drive. With a given angular (rotation) speed, the linear speed at the outermost track is nearly 2.4 times as fast as that of the innermost track. CAV was used in the LaserDisc format for interactive titles; it was also used with special editions of certain films. CAV allowed for perfect still frames, as well as random access to any given frame on a disc. Playing time, however, was 30 minutes on each side (these discs are also known as "standard play"), as opposed to 60 minutes on each side for CLV based discs ("extended play"). CAV is used with the Nintendo GameCube Game disc and Wii Optical disc, the original Xbox discs, and Sega's GD ROM.
Частичная постоянная угловая скорость (P-CAV)
Если используемый носитель (например, варианты DVD-RAM) имеет ограничение линейной скорости записи, которое невозможно достичь при физически поддерживаемых угловых скоростях на внутреннем крае записываемой области, запись диска может начинаться с постоянной угловой скоростью, пока возрастающая линейная скорость не достигнет ограничения скорости записи носителя. В этот момент привод переходит к записи с постоянной линейной скоростью.
If the used media (e. g. DVD RAM variants) has a linear (writing) speed limitation that can not be attained with physically supported angular (rotation) speeds at the inner edge of the recordable area, the disc writing can start off with a constant angular velocity, until the increasing linear velocity has reached the writing speed limitation of the disc. At that point, the drive transitions into writing with a constant linear velocity.