DVD刻录之三国演义——迎接DVD刻录时代

DVD刻录开路先锋——DVD-RAM（三）

4、DVD-RAM的扇区格式与文件系统

DVD-RAM的扇区数据容量为2048字节（2KB，不含纠错码），在数据纠错方面与DVD-ROM一样，使用了著名的理德-所罗门乘积编码技术，但纠错的单位并不是一个扇区，而是一个纠错块（ECCB，ECC Block），一个纠错块包含16个物理扇区中的数据区，共32KB，这个纠错块中的每个扇区的纠错码分布存储在其他15个扇区中。这也是DVD和所有DVD刻录技术的通用设计。

DVD-RAM的物理扇区格式，包括首标在内，扇区的总容量为2697个字节，真正用于存储的数据区容量为2048字节

DVD-RAM的标准文件系统与DVD一样，使用统一磁盘文件系统（UDF，Universal Disc Format），这也是DVD其他DVD刻录技术所使用的标准文件系统。UDF是光学存储技术协会（OSTA，Optical Storage Technology Association，官方网址：http://www.osta.org）开发的文件系统，目的在于解决ISO9600文件系统给光存储发展带来的限制，让光存储系统有一个强大而统一的文件管理平台。其文件扇区的容量为2048字节，是硬盘所规定扇区的4倍，这也是DVD所使用的规格。而UDF通过完整的封包写入（PW，Packet Writing，封包是UDF中一个写入单位，它允许在一个轨道上进行多个文件的集中写入操作，有助于提高写入效率，一般是以64KB为一单位）功能与虚拟分配表（VAT，Virtual Allocation Table）给予了DVD强有力的支持。不过，为了向下实现更好兼容性，DVD-ROM使用的是ISO9660与UDF相结合的文件系统，也称UDF Bridge。目前UDF的最高版本是2.01，由于不是本文的重点，所以在此不再详述，有兴趣的读者可自行参阅相关文档。

另外， DVD-RAM还可以使用FAT16/32文件系统（使用FAT16时，容量则只有2GB），在WindowsXP系统上，更可以直接对其进行FAT32格式化，并可在Windows 98和2000中读取（后者需要SP3），在三个刻录标准中，这是它独一无二的功能，非常实用。

5、DVD-RAM的缺陷管理系统

我们知道在硬盘上，都有缺陷管理功能（Defect Management），在出厂时对磁盘进行扫描，将有缺陷的扇区（Bad Sector）的地址重定向到磁盘上备用的扇区（磁盘上除了标准的可正常寻址的数据区外，还有备用存储区以便替换有缺陷的扇区），并生成主缺陷列表（PDL，Primary Defect List，又称P-List），这个列表记录着缺陷扇区的地址和所重定向扇区的地址，在出厂后，也可以通过自身或专用的软件检查新产生的缺陷扇区并写入成长缺陷列表（GDL，Grown Defect List，又称G-List）。它们被存放在硬盘的上专用存储器中（可能是存储Firmware用的Flash ROM，也可能是主控制器中的EPROM），供寻址时进行即时查询和转换。

虽然UDF从1.5版之后也提供了缺陷管理的功能，但出于可靠性和工作效率的考虑，DVD-RAM采用了与硬盘类似的方式——硬件实现缺陷管理。但由于光盘的可更换性，所以PDL与次级缺陷列表（SDL，Secondary Defect List）都存放在光盘而不是驱动器上。SDL并不是GDL，而是对PDL的一个补充，PDL用满后自动使用SDL。为了保存这两个缺陷列表，在DVD-RAM的导入区（Lead-In Area）和导出区（Lead-Out Area）分别设立了4个缺陷管理区（DMA，Defect Management Area），每一个DMA包含32个扇区（两个ECCB），第一个ECCB存放着PDL，第二个ECCB存放着SDL。

既然要替换有缺陷的扇区，那么就肯定要有备用的存储区。为此，DVD-RAM在盘片最内圈的数据区（Zone 0）固定划分出了12800个备用扇区，容量为25MB。我们称之为主备用区（PSA、Primary Spare Area），而在盘片的最外圈数据区（Zone 34）则动态划分出辅助备用区（SSA，Supplementary Spare Area）。只有在PSA用满后才开始用SSA。SSA的扇区数最少为0，最多为97792个，容量191MB。也就是说可以用来替换的扇区总数为110592个，容量216MB，基本可以保证其100000次擦写操作的扇区的实际数量。

DVD-RAM光盘在出厂时就已经做过了检测（Certification）并生成缺陷列表，在使用后期，用户也可以再进行检测操作，此时驱动会自动进行缺陷检查并更新缺陷列表。在每次DVD-RAM工作时，驱动器会读取PDL和SDL并暂时保留在相应的存储器中以供寻址时使用。

缺陷管理是DVD-RAM驱动器本身的功能，无需第三方软件参与，也是其得以自豪的一个重要优势。它借鉴了硬盘在这方面的经验与设计，最大限度的保障了数据安全可靠地被存储。不过，由于备用区的存在以及格式化操作，使DVD-RAM的实际存储容量并不能达到标称的4.7GB。事实上，DVD-RAM的单面总存储容量是5GB，但导入和导出区占用了几百兆的空间，再刨去PSA、SSA占用的空间，实际可用的最大容量约为4.52GB。