論Burn-Proof 技術-燒錄高倍速時代 的防護措施

在這個不停革新的『十倍速時代』，所有科技都不斷在推陳出新中，燒錄機速度也由二倍速到四倍 速、六倍速、八倍速、十倍速、十二倍速的往前推進，如何避免在高倍速燒錄時因為『Buffer Under Run』現象而燒出『飛盤／杯墊』呢？

讓我們來研究這些燒錄防護措施吧！

■ 什麼是『Buffer Under Run』？

我想大部份使用者在燒錄光碟時，光碟片格式不外乎音樂CD、電腦用的資料片（應用程式／資料等）、VCD電影光碟、CD-I互動式光碟、PhotoCD KODAK定義的相片光碟格式、PlaySation/Sega Satrun等電視遊樂器光碟等等，針對這些格式的光碟進行備份／整理／複製，除了某些資料光碟可以使用DirectCD等封包式寫入（Packet Write）方式燒錄至光碟機，其他所有的燒錄複製方式都可以用『一氣呵成』四個字來形容。

每次燒錄的過程，首先在PCA區（Power Calibration Area，雷射能量校正區）調整最適合的雷射燒錄能量，在PMA區(Program Memory Area，程式記憶區)寫入這次光碟軌Track的開始／結束位置（Multi Session當然有Multi Track,即使沒有Multi Session的光碟片也有一個track），接下來Lead-in(引入)時寫入上一次Session的目錄結構（如果有上個Session的話）以及這次的目錄結構於TOC內，之後才寫入真正的資料，在最後寫入一段Lead-out(引出)區，以便與下次燒錄Session區別（如果還未Finalize化）。

這些過程必需平穩的循序進行，才能燒錄成功，如果在資料區寫入時，負責供應資料來源的硬碟及光碟機速度跟不上，例如硬碟機因為資料分佈過於散亂，硬碟因為讀寫臂移動的機械動作限制造成讀取速度變慢，由於燒錄器是先將要寫入資料從儲存媒體（硬碟／光碟機）讀入主記憶體，再存入燒錄機內部Buffer緩衝記憶體內，如果內部buffer資料量沒辦法保持一定的水準，還逐漸下降的話，一旦內部buffer容量變零，燒錄機讀寫頭沒資料可燒，就會出現Buffer Under Run現象（這時候還沒作Lead-out動作），這張無法讀取的光碟片就會變成飛盤了。

所以早期燒錄的觀念都是：燒錄時請先disable（停止）Screen saver、先對硬碟作重組(defragm-ent)減少碎裂空間、燒錄時不要執行其他應用軟體等預防行為，減少PC在燒錄時因為"分心"而造成Buffer Under Run的情形發生，或是像DiskJugger這類軟體透過劃分一塊記憶體空間，作為燒錄機內建buffer的延伸（類似第２階緩衝區，Level 2 buffer），空間大小由1MB到650MB（如果你系統內安裝有1GB記憶體真的可以這樣作！）可以自由設定，而這些措施都是為預防Buffer Under Run錯誤發生。

但是隨著燒錄速度成倍數發展，從8倍速（1200KB/秒）、10倍速（1500KB/秒）、12倍速（1800KB/秒）到16倍速（2400KB/秒）的燒錄紀錄來說，筆者7200轉的IBM DJNA 9.1GB硬碟，透過Hard Disk Speed Analyser for Win95程式測試，實體傳輸率也只有16600Kb/秒，也就是每秒平均輸出2075KB資料量，一旦遇上Sanyo BP4這款16寫10複寫燒錄機器，如果沒有其他技術幫忙，因Buffer Under Run燒出飛盤的機會相當大。

有鑑於上述『Buffer Under Run』問題，Sanyo這家日系廠商提出對應技術來克服，發表『Burn-Proof』技術；這種技術的原理為何？可以解決什麼難題？那些燒錄機器／燒錄軟體支援？就讓我們來研究看看吧！

■『Burn-Proof』技術

開發Burn-Proof技術的目的：就是為避免Buffer Under Run錯誤而設計的，這從名稱上『Burn-proof = Buffer Under RuN-Proof』就能看出其用意。由於CDR/CDRW燒錄時採用CLV(Constant Liner Velocity) 線性定速方式運作，例如最內側開始到最外側都是以8倍、10倍等固定速度寫入，而燒錄器只配置了2-4MB的Buffer記憶體，很容易出現補給不上而Buffer Under Run，如果重新設計燒錄時運作流程，讓Buffer記憶體快要不足時，紀錄下目前位置（Sector），讀寫頭停止功率輸出，等到後續資料再累積到足夠時，從先前紀錄的位置重新燒錄資料，就能避免Buffer Under Run情形發生。

整個『Burn-Proof』工作流程是這樣的：當發生Buffer Under Run錯誤時－＞停止寫入動作（Stop Writing）－＞儲存其他寫入資料（Store Write Data）－＞暫停寫入動作（Pause Data Writing）－＞直到後續資料累積足夠（Waiting Data）－＞進行資料同步化(Synchronize) －＞移動到上次最後寫入位置（ReTrace）－＞重新寫入資料(ReWrite Data)。

■ 幕後功臣

這套複雜的流程，必需藉助硬體電路／韌體控制以及燒錄軟體的通力合作才行，例如燒錄機內的微控制晶片就必需監視內建buffer消耗情形，必要時儲存最後寫入位置，控制讀寫頭雷射功率，以及配合PLL（Phrase Lock Loop，鎖相迴路）精確定位上次燒錄停止處，所以這顆控制晶片很重要，Sanyo開發出代號LC898023及LC898093兩顆DSP數位訊號處理晶片掌管重任，這兩顆晶片都是採用208支腳位SQFP封裝方式，其中LC898023支援Ultra SCSI介面；而LC898093則支援IDE的Ultra DMA33介面，提供12倍速燒錄／40倍速讀取的功能。

■ BURN-Proof品質驗證

在BURN-Proof網站上也有品質測試的資料，Sanyo設計了一個測試環境，每15秒就製造1次Link情形，分別開啟BURN-Proof功能進行燒錄，再用CATS等機器測試這二張CDR片，檢驗C1、C2兩項係數的讀取錯誤率，其中C1、C2兩項係數在早期日本盒裝對國產B級CDR裸片爭論時，就常聽以C1、C2數值高低決定該片讀取率以及品質好壞。這項測試結果顯示：開啟『BURN-Proof』功能後，C1/C2數值都維持在良好水準，代表兩次燒錄間所產生的間隙很小（目前沒辨法作到無接縫，所以會有一個無資料間隙，data gap）。

在BURN-Proof網站FAQ中提到，以12倍速燒錄時這個data gap約為45um，由於CDR/CDRW片每個sector碟區中都有EDC/ECC（Error Detect Code/Error Correction Code）區，例如音樂CD每個容量3224Bytes的Sector中就有784Bytes作為EDC/ECC使用，而資料CD（CD-ROM Mode 1）每個容量3224Bytes的Sector中，除了784Bytes的Level 1 EDC/ECC區外，還有280Bytes的Level 2 EDC/ECC區域，所以這個45um的data gap在讀取時，就會被EDC/ECC功能修正回來了，不會有讀取錯誤的情形發生。

　文／曹乙帆 、陳耀輝
　　　　感謝「旗標科技股份有限公司」同意授權轉載
　　　　全文轉載自 PC 2000／第19期／2001年1月號