JP4287325B2 - Imaging system - Google Patents
Imaging system Download PDFInfo
- Publication number
- JP4287325B2 JP4287325B2 JP2004139696A JP2004139696A JP4287325B2 JP 4287325 B2 JP4287325 B2 JP 4287325B2 JP 2004139696 A JP2004139696 A JP 2004139696A JP 2004139696 A JP2004139696 A JP 2004139696A JP 4287325 B2 JP4287325 B2 JP 4287325B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image processing
- image data
- image
- port
- processing unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、各種画像データを扱い各種の処理を行うスキャナ、プリンタ或いはこれらを備えるデジタル複写機、複合機(MFP)等の画像システムに関する。 The present invention relates to an image system such as a scanner, a printer, a digital copier equipped with these, a multifunction peripheral (MFP), or the like that handles various image data and performs various processes.
一般に、画像データその他のデータを扱う機器・システムでは、デバイス間のインタフェースにPCIバスが使用されている。しかし、パラレル方式のPCIバスでは、レーシングやスキューなどの問題があり、高速・高画質の画像機器に使用するには、転送レートが低い段階にきており、最近では、PCIバスのようなパラレル方式のインタフェースに代えて、高速シリアルインタフェースの使用が検討されている。従来、一般的に広く用いられているシリアルインタフェースとしてIEEE1394やUSB等の規格があるが、PCIと比較した場合は転送レートが不足しており、さらにスケーラブルなバス幅確保が困難等の不具合がある。このため、他の高速シリアルインタフェースとして、PCIバス方式の後継規格に当るPCI Express(登録商標)なるインタフェースの使用が検討されている(非特許文献1参照)。 Generally, in a device / system that handles image data and other data, a PCI bus is used as an interface between devices. However, the parallel PCI bus has problems such as racing and skew, and the transfer rate has been low for use in high-speed and high-quality image equipment. The use of a high-speed serial interface is being considered in place of the system interface. Conventionally, there are standards such as IEEE1394 and USB as a widely used serial interface, but there are problems such as insufficient transfer rate and difficulty in securing a scalable bus width compared to PCI. . For this reason, the use of an interface called PCI Express (registered trademark) corresponding to the successor standard of the PCI bus system is being studied as another high-speed serial interface (see Non-Patent Document 1).
ところが、スキャナ、プリンタ、デジタル複写機、MFP等の画像システムで用いられるDSP等の画像処理ユニットに着目した場合、インタフェース等に関係なく、これらの画像システムの最高能力に合わせてその画像処理機能が設計された単一の画像処理ユニットが用いられている。このため、画像システムの仕様が変更になれば、画像処理ユニット自体もその仕様を変更しなくてはならず、汎用性・融通性に欠け、或いは、画像処理内容等によっては過剰な画像処理機能となって無駄を生ずる等の不都合がある。 However, when paying attention to an image processing unit such as a DSP used in an image system such as a scanner, printer, digital copier, or MFP, the image processing function is matched to the maximum capability of these image systems regardless of the interface. A single designed image processing unit is used. For this reason, if the specifications of the image system are changed, the specifications of the image processing unit itself must be changed, lacking versatility and flexibility, or excessive image processing functions depending on the contents of the image processing. There are disadvantages such as waste.
本発明の目的は、高速シリアルインタフェースであるPCI Expressシステムを有効活用することで、画像処理ユニットに汎用性・融通性を持たせた画像システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an image system in which an image processing unit is provided with versatility and flexibility by effectively utilizing a PCI Express system that is a high-speed serial interface.
上記課題を解決するために、本発明に係る画像システムは、プロセッサ及びメモリに接続されたルートコンプレックスと、前記ルートコンプレックスに接続されたアップストリームポート及びPCI Express規格に準拠したシリアルインタフェースに接続可能な第1ないし第4のダウンストリームポートを有するスイッチと、前記第1のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像データを取り込む第1のデバイスと、前記第2のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像処理機能を有する第1の画像処理ユニットと、前記第3のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像処理機能を有する第2の画像処理ユニットと、前記第4のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像データに基づいて印刷する第2のデバイスと、を備え、前記スイッチが有する前記第1のダウンストリームポートは、前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データが入力されるポートであり、前記第2のダウンストリームポートは、前記第1のダウンストリームポートを介して入力された画像データを分割することで生成された画像データを、前記第1の画像処理ユニットに出力するとともに、前記第1の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データが入力されるポートであり、前記第3のダウンストリームポートは、前記第1のダウンストリームポートを介して入力された画像データを分割することで生成された画像データを、前記第2の画像処理ユニットに出力するとともに、前記第2の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データが入力されるポートであり、前記第4のダウンストリームポートは、前記第2のダウンストリームポートを介して入力された前記第1の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データと、前記第3のダウンストリームポートを介して入力された前記第2の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データを合成することで生成された画像データを、前記第2のデバイスに出力するポートであることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an image system according to the present invention can be connected to a root complex connected to a processor and a memory, an upstream port connected to the root complex, and a serial interface compliant with the PCI Express standard. A switch having first to fourth downstream ports; a first device connected to the first downstream port via the serial interface and capturing image data; and the second downstream port A first image processing unit connected via a serial interface and having an image processing function; and a second image processing unit connected to the third downstream port via the serial interface and having an image processing function; The above A second device connected to the fourth downstream port via the serial interface and printing based on image data, wherein the first downstream port of the switch includes the first device The second downstream port receives the image data generated by dividing the image data input via the first downstream port, The third image processing unit is a port that outputs to the first image processing unit and receives image data generated by image processing by the first image processing unit, and the third downstream port includes the first image processing unit. An image generated by dividing image data input through one downstream port Is output to the second image processing unit, and image data generated by image processing by the second image processing unit is input to the fourth downstream port. Is the image data generated by the image processing by the first image processing unit input through the second downstream port, and the input through the third downstream port. It is a port for outputting image data generated by combining image data generated by image processing by the second image processing unit to the second device .
また、上記課題を解決するために、本発明に係る画像システムは、前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データが相対的に広幅用紙に対応する画像データである場合に、前記第2のダウンストリームポートは、前記相対的に広幅用紙に対応する画像データを分割することで生成された画像データを前記第1の画像処理ユニットに出力するポートであり、前記第3のダウンストリームポートは、前記相対的に広幅用紙に対応する画像データを分割することで生成された画像データを前記第2の画像処理ユニットに出力するポートであることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the image system according to the present invention is configured such that the image data captured by the first device is image data corresponding to relatively wide paper, and the second down The stream port is a port for outputting the image data generated by dividing the image data corresponding to the relatively wide paper to the first image processing unit, and the third downstream port is the port It is a port for outputting image data generated by dividing image data corresponding to relatively wide paper to the second image processing unit .
また、上記課題を解決するために、本発明に係る画像システムは、前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データが相対的に高解像度な画像密度を有する画像データである場合に、前記第2のダウンストリームポートは、前記相対的に高解像度な画像密度を有する画像データを分割することで生成された画像データを前記第1の画像処理ユニットに出力するポートであり、前記第3のダウンストリームポートは、前記相対的に高解像度な画像密度を有する画像データを分割することで生成された画像データを前記第2の画像処理ユニットに出力するポートであることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the image system according to the present invention is configured such that the image data captured by the first device is image data having a relatively high resolution image density. The downstream port is a port for outputting the image data generated by dividing the image data having the relatively high resolution image density to the first image processing unit, and the third downstream port. The port is a port for outputting image data generated by dividing the image data having a relatively high resolution image density to the second image processing unit .
また、上記課題を解決するために、本発明に係る画像システムは、前記第2のダウンストリームポートは、前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データを主走査方向に分割することで生成された画像データを前記第1の画像処理ユニットに出力するポートであり、前記第3のダウンストリームポートは、前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データを主走査方向に分割することで生成された画像データを前記第2の画像処理ユニットに出力するポートであることを特徴とする。 In order to solve the above problem, in the image system according to the present invention, the second downstream port is generated by dividing the image data captured by the first device in the main scanning direction. The port that outputs image data to the first image processing unit, and the third downstream port is an image generated by dividing the image data captured by the first device in the main scanning direction. It is a port for outputting data to the second image processing unit .
また、上記課題を解決するために、本発明に係る画像システムは、プロセッサ及びメモリに接続されたルートコンプレックスと、前記ルートコンプレックスに接続されたアップストリームポート及びPCI Express規格に準拠したシリアルインタフェースに接続可能な第1ないし第4のダウンストリームポートを有するスイッチと、前記第1のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像データを取り込む第1のデバイスと、前記第2のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像処理機能を有する第1の画像処理ユニットと、前記第3のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、前記第1の画像処理ユニットが有する画像処理機能と異なる画像処理機能を有する第2の画像処理ユニットと、前記第4のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像データに基づいて印刷する第2のデバイスと、を備え、前記スイッチが有する前記第1のダウンストリームポートは、前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データが入力されるポートであり、前記第2のダウンストリームポートは、前記第1のダウンストリームポートを介して入力された画像データを、前記第1の画像処理ユニットに出力するとともに、前記第1の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データが入力されるポートであり、前記第3のダウンストリームポートは、前記第2のダウンストリームポートを介して入力された前記第1の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データを、前記第2の画像処理ユニットに出力するとともに、前記第2の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データが入力されるポートであり、前記第4のダウンストリームポートは、前記第3のダウンストリームポートを介して入力された前記第2の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データを、前記第2のデバイスに出力するポートであることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an image system according to the present invention is connected to a root complex connected to a processor and a memory, an upstream port connected to the root complex, and a serial interface compliant with the PCI Express standard. A switch having possible first to fourth downstream ports, a first device connected to the first downstream port via the serial interface and capturing image data, and the second downstream port A first image processing unit that is connected to the third interface and having an image processing function, and an image that is connected to the third downstream port via the serial interface and that the first image processing unit has. Processing machine A second image processing unit having an image processing function different from the first function, and a second device connected to the fourth downstream port via the serial interface and printing based on image data, The first downstream port of the switch is a port to which image data captured by the first device is input, and the second downstream port is connected to the first downstream port via the first downstream port. A port for outputting the input image data to the first image processing unit and for inputting image data generated by image processing by the first image processing unit; The downstream port is the first image processing unit that is input via the second downstream port. The image data generated by image processing by the unit is output to the second image processing unit, and the image data generated by image processing by the second image processing unit is input. And the fourth downstream port receives image data generated by image processing by the second image processing unit input via the third downstream port, It is a port that outputs to the device .
本発明によれば、PCI Express規格の高速シリアルインタフェースシステムの木構造におけるエンドポイントに位置するデバイスとして、少なくとも、複数の独立した画像処理ユニットがPCI Express規格の高速シリアルインタフェースにより接続されているので、高速シリアル通信、スケーラビリティ、プロトコルの自由度大なるPCI Express規格の高速シリアルインタフェースシステムの特徴を活かしつつ、特に、PCI Express規格のスイッチを用いた場合の拡張性なる特徴を活かしつつ、複数の画像処理ユニットに並列的又は選択的な稼動、或いは、パイプライン状の画像処理を行わせることで当該画像システムの狙いとする画像処理機能を無駄なく発揮させることができ、よって、画像処理ユニットを当該画像システムの最高能力に合わせて設計する必要がなく、画像処理ユニットに汎用性・融通性を持たせた画像システムを提供することができる。 According to the present invention, at least a plurality of independent image processing units are connected by a PCI Express standard high-speed serial interface as a device located at the end point in the tree structure of the PCI Express standard high-speed serial interface system. Multiple image processing, taking advantage of the features of the PCI Express standard high-speed serial interface system with high-speed serial communication, scalability, and protocol flexibility, and in particular, taking advantage of the extensibility features when using PCI Express standard switches By causing the unit to perform parallel or selective operation or pipeline-like image processing, the image processing function targeted by the image system can be exhibited without waste. Must be designed for the highest capacity of the system It can be without, to provide an image system with versatility, flexibility in image processing unit.
特に、標準的で同一の画像処理機能を有する複数の画像処理ユニットを用いる場合には、当該画像システムで必要とする画像処理内容に応じて必要な数の画像処理ユニットを用いることで、高画質処理等が必要な場合でも並列的処理により処理速度を維持することができ、このためにも、画像処理ユニットとしては標準的な汎用品でよいため、高価で融通性に欠ける唯一の画像処理ユニットを用いる場合に比して、安価で汎用性・融通性にある画像システムを構築することができる。加えて、特に高画質処理等を要しない画像処理時には、全てを用いず一部の画像処理ユニットのみを選択的に稼動させることにより、全体の消費電力を抑える等、柔軟な対応が可能となる。 In particular, when using a plurality of standard image processing units having the same image processing function, the required number of image processing units is used according to the image processing content required by the image system, thereby achieving high image quality. Even when processing is required, the processing speed can be maintained by parallel processing. For this reason, a standard general-purpose product may be used as the image processing unit, so the only image processing unit that is expensive and lacks flexibility. As compared with the case of using the image system, it is possible to construct an image system that is inexpensive, versatile, and versatile. In addition, at the time of image processing that does not require high image quality processing etc., it is possible to flexibly cope with such as suppressing the overall power consumption by selectively operating only some image processing units without using all of them. .
また、各々異なる画像処理機能が割付けられた複数の画像処理ユニットを用意し、対象となる画像データをこれらの画像処理ユニットを用いてPCI Express規格の高速シリアルインタフェースシステムにより連続的に画像データを流してパイプライン状に効率的に処理させることにより、画像処理ユニットを当該画像システムの最高能力に合わせて設計することなく、所望の画像処理を柔軟かつ高速に行わせることができる。 In addition, multiple image processing units, each assigned a different image processing function, are prepared, and the target image data is continuously flowed through the PCI Express standard high-speed serial interface system using these image processing units. By efficiently processing in a pipeline manner, desired image processing can be performed flexibly and at high speed without designing the image processing unit in accordance with the maximum capability of the image system.
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[PCI Express規格の概要]
まず、本実施の形態は高速シリアルバスの一つであるPCI Express(登録商標)を利用するものであり、本実施の形態の前提として当該PCI Express規格の概要について、非特許文献1の一部抜粋により説明する。ここに、高速シリアルバスとは、1本の伝送路を用いてシリアル(直列)伝送により高速(100Mbps程度以上)にデータをやり取りすることができるインタフェースを意味する。
[Outline of PCI Express standard]
First, this embodiment uses PCI Express (registered trademark), which is one of high-speed serial buses. As an assumption of this embodiment, an outline of the PCI Express standard is a part of Non-Patent Document 1. Explained with excerpts. Here, the high-speed serial bus means an interface capable of exchanging data at high speed (about 100 Mbps or more) by serial (serial) transmission using a single transmission line.
PCI Expressは、PCIの後継規格としてコンピュータ全般に通用する標準拡張バスとして規格化されたバスであり、概略的には、低電圧差動信号伝送、ポイントツーポイントで送受信独立の通信チャネル、パケット化されたスプリットトランザクション、リンク構成の違いによる高いスケーラビリティなどの特徴を持つ。 PCI Express is a standardized expansion bus that can be used for all computers as a successor to PCI. In general, low-voltage differential signal transmission, point-to-point independent communication channels, and packetization Split transactions and high scalability due to differences in link configuration.
図1に既存のPCIシステム、図2にPCI Expressシステムの各々の構成例を示す。既存のPCIシステムにあっては、CPU100やAGPグラフィックス101やメモリ102が接続されたホストブリッジ103に対して、PCI-X(PCIの上位互換規格)デバイス104a,104bがPCI-Xブリッジ105aを介して接続されたり、PCI-Xデバイス104c,104dが接続されたPCI-Xブリッジ105bやPCIバススロット106が接続されたPCIブリッジ107がPCI-Xブリッジ105cを介して接続されたりしたツリー構造(木構造)とされている。
FIG. 1 shows a configuration example of an existing PCI system, and FIG. 2 shows a configuration example of a PCI Express system. In the existing PCI system, PCI-X (PCI upward compatible standard) devices 104a and 104b connect the PCI-X bridge 105a to the
これに対して、PCI Expressシステムにあっては、CPU110やメモリ111が接続されたルートコンプレックス112に対して、PCI Expressグラフィックス113がPCI Express114aにより接続され、また、エンドポイント115aやレガシーエンドポイント116aがPCI Express114bにより接続されたスイッチ117aがPCI Express114cにより接続され、さらには、エンドポイント115bやレガシーエンドポイント116bがPCI Express114dにより接続されたスイッチ117bやPCIバススロット118が接続されたPCIブリッジ119がPCI Express114eにより接続されたスイッチ117cがPCI Express114fにより接続されたツリー構造(木構造)とされている。
On the other hand, in the PCI Express system, the PCI Express
実際に想定されるPCI Expressプラットホーム例を図3に示す。図示例は、ディスクトップ/モバイルへの適用例を示し、CPU121がCPUホストバス122により接続され、メモリ123が接続されたメモリハブ124(ルートコンプレックスに相当する)に対して、例えば、グラフィックス125がx16のPCI Express126aにより接続され、また、変換機能を有するI/Oハブ127がPCI Express126bにより接続されている。このI/Oハブ127には、例えば、Serial ATA128によりメモリ129が接続され、LPC130によりローカルI/O131が接続され、USB 2.0132やPCIバススロット133が接続されている。さらには、I/Oハブ127には、PCI Express126cによりスイッチ134が接続され、このスイッチ134には、各々、PCI Express126d,126e,126fによりモバイルドック135、ギガビットイーサネット(イーサネットは登録商標)136、アドインカード137が接続されている。
An example of an actually assumed PCI Express platform is shown in FIG. The illustrated example shows an application example to a desktop / mobile. For example,
即ち、PCI Expressシステムでは、従来のPCI,PCI-X,AGPといったバスがPCI Expressで置き換わり、既存のPCI/PCI-Xデバイスを接続するためにブリッジが使用される。チップセット間の接続もPCI Express接続となり、IEEE1394,Serial ATA,USB 2.0などの既存のバスはI/OハブによりPCI Expressに接続される。 That is, in the PCI Express system, the conventional PCI, PCI-X, AGP bus is replaced with PCI Express, and a bridge is used to connect an existing PCI / PCI-X device. Connection between chipsets is also PCI Express connection, and existing buses such as IEEE1394, Serial ATA, and USB 2.0 are connected to PCI Express by an I / O hub.
[PCI Expressの構成要素]
A.ポート(Port)/レーン(Lane)/リンク(Link)
図4に物理層の構造を示す。ポートは、物理的には同一半導体内にあり、リンクを形成するトランスミッタ/レシーバの集合で、論理的にはコンポーネント間を1対1で接続(ポイント・ツー・ポイント)するインタフェースを意味する。転送レートは、例えば片方向2.5Gbpsとされている(将来的には、5Gbpsや10Gbpsが想定されている)。レーンは、例えば0.8Vの差動信号ペアのセットで、送信側の信号ペア(2本)、受信側の信号ペア(2本)からなる。リンクは、2つのポートとその間を結ぶレーンの集まりであり、コンポーネント間のデュアルシンプレックス通信バスである。「xNリンク」はN本のレーンから構成され、現在の規格では、N=1,2,4,8,16,32が定義されている。図示例は、x4リンク例である。例えば、図5に示すように、デバイスA,B間を結ぶこのレーン幅Nを可変することにより、スケーラブルなバンド幅を構成することが可能となる。
[Components of PCI Express]
A. Port / Lane / Link
FIG. 4 shows the structure of the physical layer. A port is a set of transmitters / receivers that are physically in the same semiconductor and form a link, and logically means an interface that connects components one-to-one (point-to-point). The transfer rate is, for example, one-way 2.5 Gbps (in the future, 5 Gbps or 10 Gbps is assumed). The lane is, for example, a set of 0.8 V differential signal pairs, and includes a transmission-side signal pair (two) and a reception-side signal pair (two). A link is a collection of lanes connecting two ports and the two ports, and is a dual simplex communication bus between components. The “xN link” is composed of N lanes, and N = 1, 2, 4, 8, 16, 32 are defined in the current standard. The illustrated example is an x4 link example. For example, as shown in FIG. 5, by changing the lane width N connecting the devices A and B, a scalable bandwidth can be configured.
B.ルートコンプレックス(Root Complex)
ルートコンプレックス112は、I/O構造の最上位に位置し、CPUやメモリサブシステムをI/Oに接続する。ブロック図などでは、図3に示すように、「メモリハブ」と記述されることが多い。ルートコンプレックス112(又は、124)は、1つ以上のPCI Expressポート(ルートポート)(図2中では、ルートコンプレックス112中の四角で示す)を持ち、各々のポートは独立したI/O階層ドメインを形成する。I/O階層ドメインは、単純なエンドポイントである場合(例えば、図2中のエンドポイント115a側の例)や、多数のスイッチやエンドポイントから形成される場合(例えば、図2中のエンドポイント115bやスイッチ117b,115c側の例)がある。
B. Root Complex
The
C.エンドポイント(End Point)
エンドポイント115は、タイプ00hのコンフィグレーション空間ヘッダを持つデバイス(具体的には、ブリッジ以外のデバイス)で、レガシーエンドポイントとPCI Expressエンドポイントとに分けられる。両者の大きな違いは、PCI ExpressエンドポイントはBAR(ベースアドレスレジスタ)で基本的にI/Oポートリソースを要求せず、このためI/Oリクエストを要求しない。また、PCI Expressエンドポイントは、ロックリクエストもサポートしていない。
C. End point
The endpoint 115 is a device having a configuration space header of type 00h (specifically, a device other than a bridge), and is divided into a legacy endpoint and a PCI Express endpoint. The major difference between the two is that the PCI Express endpoint basically does not request I / O port resources in the BAR (base address register), and therefore does not request an I / O request. PCI Express endpoints also do not support lock requests.
D.スイッチ(Switch)
スイッチ117(又は、134)は、2つ以上のポートを結合し、ポート間でのパケットルーティングを行う。コンフィグレーションソフトウェアからは、当該スイッチは、図6に示すように、仮想PCI-PCIブリッジ141の集合体として認識される。図中、両矢印はPCI Expressリンク114(又は、126)を示し、142a〜142dはポートを示す。このうち、ポート142aはルートコンプレックスに近い方のアップストリームポートであり、ポート142b〜142dはルートコンプレックスから遠い方のダウンストリームポートである。
D. Switch
The switch 117 (or 134) couples two or more ports and performs packet routing between the ports. From the configuration software, the switch is recognized as a collection of virtual PCI-PCI bridges 141 as shown in FIG. In the figure, double-headed arrows indicate PCI Express links 114 (or 126), and 142a to 142d indicate ports. Of these, the port 142a is an upstream port closer to the root complex, and the ports 142b to 142d are downstream ports farther from the root complex.
E.PCI Express114e−PCIブリッジ119
PCI ExpressからPCI/PCI-Xへの接続を提供する。これにより、既存のPCI/PCI-XデバイスをPCI Expressシステム上で使用することができる。
E. PCI Express 114e-PCI bridge 119
Provides connection from PCI Express to PCI / PCI-X. Thereby, an existing PCI / PCI-X device can be used on the PCI Express system.
[階層アーキテクチャ]
従来のPCIのアーキテクチャは、図7(a)に示すように、プロトコルとシグナリングが密接に関連する構造であり階層という考え方はなかったが、PCI Expressでは、図7(b)に示すように、一般的な通信プロトコルやInfiniBandのように、独立した階層構造とされ、各層に分けて仕様が定義されている。即ち、最上位のソフトウェア層151、最下位の機構(メカニカル)部152間に、トランザクション層153、データリンク層154、物理層155を持つ構造とされている。これにより、各層のモジュール性が確保され、スケーラビリティを持たせることやモジュールの再利用が可能となる。例えば、新たな信号コーディング方式や伝送媒体を採用する場合、物理層を変更するだけでデータリンク層やトランザクション層は変更せずに対応できる。
[Hierarchical architecture]
As shown in FIG. 7A, the conventional PCI architecture has a structure in which protocols and signaling are closely related and has no concept of hierarchy. In PCI Express, as shown in FIG. 7B, Like general communication protocols and InfiniBand, it has an independent hierarchical structure, and specifications are defined for each layer. In other words, the
PCI Expressのアーキテクチャの中心となるのは、トランザクション層153、データリンク層154、物理層155であり、各々図8を参照して説明する以下のような役割を持つ。
The core of the PCI Express architecture is a
A.トランザクション層153
トランザクション層153は、最上位に位置し、トランザクションレイヤパケット(TLP)の組み立て、分解機能を持つ。トランザクションレイヤパケット(TLP)は、リード/ライト、各種イベントといったトランザクションの伝達に用いられる。また、トランザクション層153は、トランザクションレイヤパケット(TLP)のためのクレジットを用いたフロー制御を行う。各層153〜155におけるトランザクションレイヤパケット(TLP)の概要を図9に示す(詳細は、後述する)。
The
B.データリンク層154
データリンク層154の主な役割は、エラー検出/訂正(再送)によりトランザクションレイヤパケット(TLP)のデータ完全性を保証することと、リンク管理である。データリンク層154間では、リンク管理やフロー制御のためのパケットのやり取りを行う。このパケットは、トランザクションレイヤパケット(TLP)と区別するために、データリンクレイヤパケット(DLLP)と呼ばれる。
B.
The main role of the
C.物理層155
物理層155は、ドライバ、入力バッファ、パラレル−シリアル/シリアル−パラレル変換器、PLL、インピーダンス整合回路といったインタフェース動作に必要な回路を含んでいる。また、論理的な機能としてインタフェースの初期化・保守の機能を持つ。物理層155は、データリンク層154/トランザクション層153を実際のリンクで使用される信号技術から独立させる役目も持っている。
The
なお、PCI Expressのハードウェア構成上、エンベデッド・クロックという技術を採用しており、クロック信号はなく、クロックのタイミングはデータ信号中に埋め込まれており、受信側でデータ信号のクロスポイントを基にクロックを抽出する方式とされている。 The PCI Express hardware configuration uses a technology called embedded clock, there is no clock signal, the clock timing is embedded in the data signal, and the receiving side is based on the crosspoint of the data signal. The clock is extracted.
[コンフィグレーション空間]
PCI Expressは、従来のPCIと同様にコンフィグレーション空間を持つが、その大きさは従来のPCIが256バイトであるのに対して、図10に示すように、4096バイトへと拡張されている。これにより、多数のデバイス固有レジスタセットを必要とするデバイス(ホストブリッジなど)に対しても、将来的に十分な空間が確保されている。PCI Expressでは、コンフィグレーション空間へのアクセスは、フラットなメモリ空間へのアクセス(コンフィグレーションリード/ライト)で行われ、バス/デバイス/機能/レジスタ番号はメモリアドレスにマップされている。
[Configuration space]
PCI Express has a configuration space like conventional PCI, but its size is expanded to 4096 bytes as shown in FIG. 10, whereas conventional PCI has 256 bytes. As a result, sufficient space is secured in the future even for devices (such as host bridges) that require a large number of device-specific register sets. In PCI Express, the configuration space is accessed by accessing a flat memory space (configuration read / write), and the bus / device / function / register number is mapped to a memory address.
当該空間の先頭256バイトは、PCIコンフィグレーション空間として、BIOSや従来のOSからI/Oポートを使用した方法でもアクセスできる。従来のアクセスをPCI Expressでのアクセスに変換する機能は、ホストブリッジ上に実装される。00hから3FhまではPCI2.3互換のコンフィグレーションヘッダとなっている。これにより、PCI Expressで拡張された機能以外であれば、従来のOSやソフトウェアをそのまま使用することができる。即ち、PCI Expressにおけるソフトウェア層は、既存のPCIと互換性を保ったロード・ストア・アーキテクチャ(プロセッサが直接I/Oレジスタをアクセスする方式)を継承している。しかし、PCI Expressで拡張された機能(例えば、同期転送やRAS(Reliability,Availability and Serviceability)などの機能)を使用するには、4KバイトのPCI Express拡張空間にアクセスできるようにする必要がある。 The first 256 bytes of the space can be accessed as a PCI configuration space by a method using an I / O port from a BIOS or a conventional OS. The function of converting conventional access to PCI Express access is implemented on the host bridge. From 00h to 3Fh, it is a PCI2.3 compatible configuration header. As a result, a conventional OS and software can be used as they are except for functions extended by PCI Express. That is, the software layer in PCI Express inherits a load / store architecture (a method in which a processor directly accesses an I / O register) that is compatible with the existing PCI. However, in order to use functions expanded by PCI Express (for example, functions such as synchronous transfer and RAS (Reliability, Availability and Serviceability)), it is necessary to make it possible to access a 4 Kbyte PCI Express expansion space.
なお、PCI Expressとしては様々なフォームファクタ(形状)が考えられるが、具体化している例としては、アドインカード、プラグインカード(NEWCARD)、Mini PCI Expressなどがある。 Various form factors (shapes) are conceivable as PCI Express. Examples of specific examples include add-in cards, plug-in cards (NEWCARD), and Mini PCI Express.
[PCI Express のアーキテクチャの詳細]
PCI Express のアーキテクチャの中心となっているトランザクション層153、データリンク層154、物理層155について、各々詳細に説明する。
[PCI Express architecture details]
The
A.トランザクション層153
トランザクション層153の主な役割は、前述したように、上位のソフトウェア層151と下位のデータリンク層154との間でトランザクションレイヤパケット(TLP)の組み立てと分解を行うことである。
The main role of the
a.アドレス空間とトランザクションタイプ
PCI Expressでは、従来のPCIでサポートされていたメモリ空間(メモリ空間とのデータ転送用)、I/O空間(I/O空間とのデータ転送用)、コンフィグレーション空間(デバイスのコンフィグレーションとセットアップ用)に加えて、メッセージ空間(PCI Expressデバイス間のインバンドでのイベント通知や一般的なメッセージ送信(交換)用…割り込み要求や確認は、メッセージを「仮想ワイヤ」として使用することにより伝達される)が追加され、4つのアドレス空間が定義されている。各々の空間に対してトランザクションタイプが定義されている(メモリ空間、I/O空間、コンフィグレーション空間は、リード/ライト、メッセージ空間は基本(ベンダ定義含む))。
a. Address space and transaction type
In PCI Express, memory space (for data transfer with memory space), I / O space (for data transfer with I / O space), and configuration space (device configuration and setup) supported by conventional PCI In addition to message space (in-band event notification between PCI Express devices and general message transmission (exchange) ... Interrupt requests and confirmations are communicated by using the message as a "virtual wire" And four address spaces are defined. Transaction types are defined for each space (memory space, I / O space, configuration space is read / write, and message space is basic (including vendor definition)).
b.トランザクションレイヤパケット(TLP)
PCI Expressは、パケット単位で通信を行う。図9に示したトランザクションレイヤパケット(TLP)のフォーマットにおいて、ヘッダのヘッダ長は3DW(DWはダブルワードの略;合計12バイト)又は4DW(16バイト)で、トランザクションレイヤパケット(TLP)のフォーマット(ヘッダ長とペイロードの有無)、トランザクションタイプ、トラフィッククラス(TC)、アトリビュートやペイロード長などの情報が含まれる。パケット内の最大ペイロード長は1024DW(4096バイト)である。
b. Transaction layer packet (TLP)
PCI Express performs communication in units of packets. In the transaction layer packet (TLP) format shown in FIG. 9, the header length of the header is 3DW (DW is an abbreviation of double word; total 12 bytes) or 4DW (16 bytes), and the transaction layer packet (TLP) format ( Information such as header length and presence / absence of payload), transaction type, traffic class (TC), attribute, and payload length are included. The maximum payload length in the packet is 1024 DW (4096 bytes).
ECRCは、エンドツーエンドのデータ完全性を保証するためのもので、トランザクションレイヤパケット(TLP)部分の32ビットCRCである。これは、スイッチ内部などでトランザクションレイヤパケット(TLP)にエラーが発生した場合、LCRC(リンクCRC)ではエラーを検出できないためである(エラーとなったTLPでLCRCが再計算されるため)。 ECRC is an end-to-end data integrity guarantee and is a 32-bit CRC of the transaction layer packet (TLP) portion. This is because when an error occurs in the transaction layer packet (TLP) inside the switch or the like, the LCRC (link CRC) cannot detect the error (because the LCRC is recalculated with the TLP in error).
リクエストは、完了パケットが不要なものと必要なものとがある。 Some requests do not require a completion packet, and some requests.
c.トラフィッククラス(TC)と仮想チャネル(VC)
上位のソフトウェアは、トラフィッククラス(TC)を使用することによりトラフィックの差別化(優先度をつける)を行うことができる。例えば、映像データをネットワークのデータよりも優先して転送する、といったことが可能となる。トラフィッククラス(TC)はTC0からTC7まで8つある。
c. Traffic class (TC) and virtual channel (VC)
Upper software can differentiate (prioritize) traffic by using a traffic class (TC). For example, video data can be transferred with priority over network data. There are eight traffic classes (TC) from TC0 to TC7.
仮想チャネル(VC:Virtual Channel)は、各々独立した仮想通信バス(同一のリンクを共用する複数の独立したデータ・フロー・バッファを使用するメカニズム)で、各々がリソース(バッファやキュー)を持ち、図11に示すように、独立したフロー制御を行う。これにより、1つの仮想チャネルのバッファが満杯の状態(full)になっても、他の仮想チャネルの転送を行うことができる。つまり、物理的には1つのリンクを仮想的な複数のチャネルに分けることで、有効に使用することができる。例えば、図11中に示すように、スイッチを経由してルートのリンクが複数のデバイスに分かれる場合、各デバイスのトラフィックの優先度を制御することができる。VC0は必須で、コストパフォーマンスのトレードオフに応じてその他の仮想チャネル(VC1〜VC7)が実装される。図11中の実線矢印は、デフォルト仮想チャネル(VC0)を示し、破線矢印はその他の仮想チャネル(VC1〜VC7)を示している。 Virtual Channel (VC: V i rtual Channel) is in each independent virtual communication bus (mechanism using a plurality of independent data flow buffers sharing the same link), each resource (buffer or queue) And performs independent flow control as shown in FIG. Thereby, even if the buffer of one virtual channel becomes full (full), the transfer of another virtual channel can be performed. In other words, it can be used effectively by physically dividing one link into a plurality of virtual channels. For example, as shown in FIG. 11, when a route link is divided into a plurality of devices via a switch, the priority of traffic of each device can be controlled. VC0 is indispensable, and other virtual channels (VC1 to VC7) are mounted according to the cost performance trade-off. The solid line arrow in FIG. 11 indicates the default virtual channel (VC0), and the broken line arrow indicates the other virtual channels (VC1 to VC7).
トランザクション層内では、トラフィッククラス(TC)が仮想チャネル(VC)にマッピングされる。1つの仮想チャネル(VC)に対して1つ又は複数のトラフィッククラス(TC)をマッピングできる(仮想チャネル(VC)の数が少ない場合)。単純な例では、各トラフィッククラス(TC)から各仮想チャネル(VC)に1対1、全てのトラフィッククラス(TC)を仮想チャネルVC0にマッピングする、といったことが考えられる。TC0−VC0のマッピングは、必須/固定で、それ以外のマッピングは上位のソフトウェアから制御される。ソフトウェアはトラフィッククラス(TC)を利用することで、トランザクションの優先度を制御することが可能となる。 Within the transaction layer, a traffic class (TC) is mapped to a virtual channel (VC). One or more traffic classes (TC) can be mapped to one virtual channel (VC) (when the number of virtual channels (VC) is small). In a simple example, it can be considered that each traffic class (TC) is mapped to each virtual channel (VC) on a one-to-one basis, and all traffic classes (TC) are mapped to the virtual channel VC0. The mapping of TC0-VC0 is essential / fixed, and the other mappings are controlled from the upper software. The software can control the priority of the transaction by using the traffic class (TC).
d.フロー制御
受信バッファのオーバフローを避け、伝送順序を確立するためにフロー制御(FC:Flow Control)が行われる。フロー制御は、リンク間のポイントツーポイントで行われ、エンドツーエンドではない。従って、フロー制御により最終的な相手(コンプリータ)にパケットが届いたことを確認することはできない。
d. Flow control Flow control (FC) is performed to avoid the overflow of the reception buffer and establish the transmission order. Flow control is done point-to-point between links, not end-to-end. Therefore, it cannot be confirmed that the packet has reached the final partner (completer) by flow control.
PCI Expressのフロー制御は、クレジット・ベースで行われる(データ転送を始める前に、受け取り側のバッファの空き状況を確認し、オーバフロー、アンダフローが発生しないメカニズム)。即ち、受信側はリンク初期化時にバッファ容量(クレジット値)を送信側に通知し、送信側はクレジット値と送信するパケットの長さとを比較し、一定の残りがある場合のみパケットを送信する。このクレジットには6種類ある。 PCI Express flow control is performed on a credit basis (a mechanism that confirms the buffer availability on the receiving side before starting data transfer and prevents overflow and underflow). That is, the receiving side notifies the transmitting side of the buffer capacity (credit value) at the time of link initialization, and the transmitting side compares the credit value with the length of the packet to be transmitted, and transmits the packet only when there is a certain remaining. There are six types of credits.
フロー制御の情報交換はデータリンク層のデータリンクレイヤパケット(DLLP)を使用して行われる。フロー制御はトランザクションレイヤパケット(TLP)のみに適用され、データリンクレイヤパケット(DLLP)には適用されない(DLLPは常時送受信可能)。 Flow control information exchange is performed using data link layer packets (DLLP) in the data link layer. The flow control is applied only to the transaction layer packet (TLP) and not to the data link layer packet (DLLP) (DLLP can always be transmitted / received).
B.データリンク層154
データリンク層154の主な役割は、前述したように、リンク上の2つのコンポーネント間での信頼性の高いトランザクションレイヤパケット(TLP)交換機能を提供することである。
B.
The main role of the
a.トランザクションレイヤパケット(TLP)の扱い
トランザクション層153から受け取ったトランザクションレイヤパケット(TLP)に対しては、先頭に2バイトのシーケンス番号、末尾に4バイトのリンクCRC(LCRC)を付加して、物理層155に渡す(図9参照)。トランザクションレイヤパケット(TLP)は、リトライバッファに保管され、相手から受信確認(ACK)が届くまで再送される。トランザクションレイヤパケット(TLP)の送信に失敗が続いた場合は、リンク異常であると判断して物理層155に対してリンクの再トレーニングを要求する。リンクのトレーニングが失敗した場合、データリンク層154の状態はインアクティブに遷移する。
a. Handling of transaction layer packet (TLP) For the transaction layer packet (TLP) received from the
物理層155から受け取ったトランザクションレイヤパケット(TLP)は、シーケンス番号とリンクCRC(LCRC)が検査され、正常であればトランザクション層153に渡され、エラーがあった場合は再送を要求する。
The transaction layer packet (TLP) received from the
b.データリンクレイヤパケット(DLLP)
データリンク層154が生成するパケットは、データリンクレイヤパケット(DLLP)と呼ばれ、データリンク層154間でやり取りされる。データリンクレイヤパケット(DLLP)には、
・Ack/Nak:TLPの受信確認、リトライ(再送)
・InitFC1/InitFC2/UpdateFC:フロー制御の初期化とアップデート
・電源管理のためのDLLP
なる種類がある。
b. Data link layer packet (DLLP)
A packet generated by the
-Ack / Nak: TLP reception confirmation, retry (retransmission)
-InitFC1 / InitFC2 / UpdateFC: Flow control initialization and update-DLLLP for power management
There are different types.
図12に示すように、データリンクレイヤパケット(DLLP)の長さは6バイトで、種類を示すDLLPタイプ(1バイト)、DLLPの種類で固有の情報(3バイト)、CRC(2バイト)から構成される。 As shown in FIG. 12, the length of the data link layer packet (DLLP) is 6 bytes. From the DLLP type (1 byte) indicating the type, the information specific to the type of DLLP (3 bytes), and CRC (2 bytes) Composed.
C.物理層−論理サブブロック156
図8中に示す物理層155の論理サブブロック156での主な役割は、データリンク層154から受け取ったパケットを電気サブブロック157で送信できる形式に変換することである。また、物理層155を制御/管理する機能も有する。
C. Physical layer-
The main role of the
a.データ符号化とパラレル−シリアル変換
PCI Expressは、連続した“0”や“1”が続かないように(長い期間、クロス・ポイントが存在しない状態が続かないようにするため)、データ符号化に8B/10B変換を用いる。変換されたデータは、図13中に示すように、シリアル変換され、LSBからレーン上に送信される。ここに、レーンが複数ある場合は(図13はx4リンクの場合を例示している)、符号化の前にデータがバイト単位で各レーンに割り振られる。この場合、一見パラレル・バスのようにみえるが、レーン毎に独立した転送を行うので、パラレル・バスで問題となるスキューが大幅に緩和される。
a. Data encoding and parallel-serial conversion
PCI Express uses 8B / 10B conversion for data encoding so that consecutive “0” s and “1” s do not continue (in order not to maintain a state where there is no cross point for a long period of time). The converted data is serial-converted and transmitted from the LSB onto the lane as shown in FIG. Here, when there are a plurality of lanes (FIG. 13 illustrates the case of x4 link), data is allocated to each lane in units of bytes before encoding. In this case, it looks like a parallel bus at first glance, but since the transfer is performed independently for each lane, the skew which is a problem with the parallel bus is greatly reduced.
b.電源管理とリンクステート
リンクの消費電力を低く抑えるために、表1に示すように、L0/L0s/L1/L2というリンクステートが定義されている。
b. Power management and link state As shown in Table 1, a link state of L0 / L0s / L1 / L2 is defined in order to keep the power consumption of the link low.
L0が通常モードで、L0sからL2へと低消費電力となるが、L0への復帰にも時間がかかるようになる。図14に示すように、ソフトウェアによる電源管理に加えて、アクティブステート電源管理を積極的に行うことにより、消費電力を極力小さくすることが可能となる。 L0 is a normal mode, and power consumption is reduced from L0s to L2, but it takes time to return to L0. As shown in FIG. 14, by actively performing active state power management in addition to software power management, it is possible to reduce power consumption as much as possible.
D.物理層−電気サブブロック157
物理層155の電気サブブロック157での主な役割は、論理サブブロック156でシリアル化されたデータをレーン上に送信することと、レーン上のデータを受信して論理サブブロック156に渡すことである。
D. Physical layer—
The main role of the
a.ACカップリング
リンクの送信側では、ACカップリング用のコンデンサが実装される。これにより、送信側と受信側のDCコモンモード電圧が同一である必要がなくなる。このため、送信側と受信側で異なる設計、半導体プロセス、電源電圧を使用することが可能となる。
a. AC coupling On the transmission side of the link, a capacitor for AC coupling is mounted. This eliminates the need for the DC common mode voltage on the transmission side and the reception side to be the same. For this reason, it is possible to use different designs, semiconductor processes, and power supply voltages on the transmission side and the reception side.
b.デエンファシス
PCI Expressでは、前述したように、8B/10Bエンコーディングによってできるだけ連続した“0”や“1”が続かないように処理されるが、連続した“0”や“1”が続くこともある(最大5回)。この場合、送信側はデエンファシス転送を行わなければならないことが規定されている。同一極性のビットが連続する場合は、2つ目のビットからは差動電圧レベル(振幅)を3.5±0.5dB落とすことで、受信側で受け取る信号のノイズ・マージンを稼ぐ必要がある。これを、デエンファシスという。伝送路の周波数依存性減衰のため、変化するビットの場合は高周波成分が多く、減衰により受信側の波形が小さくなるが、変化しないビットの場合は高周波成分が少なく、相対的に受信側の波形が大きくなる。このため、受信側での波形を一定とするためにデエンファシスを行う。
b. De-emphasis
In PCI Express, as described above, processing is performed so that continuous “0” and “1” do not continue as much as possible by 8B / 10B encoding, but continuous “0” and “1” may continue (maximum). 5 times). In this case, it is specified that the transmission side must perform de-emphasis transfer. When bits of the same polarity are consecutive, it is necessary to increase the noise margin of the signal received on the receiving side by dropping the differential voltage level (amplitude) from the second bit by 3.5 ± 0.5 dB. . This is called de-emphasis. Due to the frequency-dependent attenuation of the transmission line, there are many high-frequency components in the case of changing bits, and the waveform on the receiving side becomes small due to attenuation. Becomes larger. For this reason, de-emphasis is performed in order to make the waveform on the receiving side constant.
[画像システム]
本実施の形態のスキャナ、プリンタ、デジタル複写機、MFP等の画像システムは、そのデバイス間のインタフェースに前述したようなPCI Express規格の高速シリアルバスを利用して構成されている。
[Image system]
An image system such as a scanner, a printer, a digital copying machine, and an MFP according to the present embodiment is configured by using the PCI Express standard high-speed serial bus as described above as an interface between the devices.
図15は本実施の形態の画像システムの構成例を示す概略ブロック図である。ここに、本実施の形態では、画像データを取り込むスキャナ1と画像データに基づき印刷出力するプリンタ2とを備える画像システムへの適用例として説明する。これらのスキャナ1やプリンタ2を各々単独デバイスとして備えるシステム構成の画像システムであっても、スキャナ1やプリンタ2を一体に備えるデジタル複写機、さらにはMFP等のような画像システムであってもよい。また、プリンタ2としては、例えば高速印刷可能なレーザプリンタ等が用いられるが、印刷方式を特に問うものではない。また、スキャナ1とプリンタ2との一方のみを備えるスキャナやプリンタなる画像システムの場合にも適用可能である。 FIG. 15 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the image system according to the present embodiment. Here, in the present embodiment, an example of application to an image system including a scanner 1 that captures image data and a printer 2 that performs print output based on the image data will be described. An image system having a system configuration in which the scanner 1 and the printer 2 are each provided as a single device may be used, or an image system such as a digital copying machine, an MFP, and the like that are integrally provided with the scanner 1 and the printer 2 may be used. . For example, a laser printer capable of high-speed printing is used as the printer 2, but the printing method is not particularly limited. The present invention can also be applied to an image system such as a scanner or a printer that includes only one of the scanner 1 and the printer 2.
これらのスキャナ1やプリンタ2は、PCI Express規格のスイッチ3に対して、各々PCI Express規格の高速シリアルインタフェース4a,4bを介してエンドポイントデバイスとして接続されている。
The scanner 1 and the printer 2 are connected to the PCI Express
加えて、本実施の形態では、複数、例えば2個の画像処理ユニット5,6がエンドポイントデバイスの一つとして用意され、スイッチ3に対して、各々PCI Express規格の高速シリアルインタフェース4c,4dを介してエンドポイントデバイスとして接続されている。ここに、本実施の形態では、これらの画像処理ユニット5,6は例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ)等により構成されたデバイスであるが、何れも特に高度な画像処理機能を持たせたものではなく、標準的で全て同一の画像処理機能を持たせた汎用品が用いられている。
In addition, in the present embodiment, a plurality of, for example, two
なお、特に図示しないが、スイッチ3に対してPCI Expressシステムにおける木構造の上流側ポートには、CPUやシステムメモリが接続されたルートコンプレックスが接続されている。
Although not particularly illustrated, a root complex to which a CPU and a system memory are connected is connected to the upstream port of the tree structure in the PCI Express system with respect to the
このような画像システムの構成によれば、図15中に矢印で示すように、スキャナ1で原稿から読み取った画像データを高速シリアルインタフェース4a、スイッチ3、高速シリアルインタフェース4c,4dを介して画像処理ユニット5,6に高速で転送させ、その画像データに対する画像処理を分担させて同時に並列的に実行させることができる。そして、これらの画像処理ユニット5,6により同時に並列的に画像処理された画像データを高速シリアルインタフェース4c,4d、スイッチ3、高速シリアルインタフェース4bを介してプリンタ2に高速で転送させ、画像処理後の画像データを合成することで、記録紙上に印刷出力させることができる。この場合、図示例では、画像処理ユニットを2個としているが、必要とする画像処理内容に応じてその数を増減すればよく、画像処理ユニットの個数を増減させても、PCI Expressシステムにおけるスイッチ3の拡張性により容易に対応し得る。
According to the configuration of such an image system, as indicated by an arrow in FIG. 15, image data read from a document by the scanner 1 is subjected to image processing via the high-speed
つまり、本実施の形態のように、標準的で同一の画像処理機能を有する複数の画像処理ユニット5,6,…を用いる場合には、当該画像システムで必要とする画像処理内容に応じて必要な数の画像処理ユニットを用いることで、高画質処理等が必要な場合でも並列的処理により処理速度を維持することができる。
That is, when using a plurality of standard
より具体的な例を挙げると、要求される画像処理内容として、例えば、スキャナ1で読み取る原稿が相対的に広幅用紙の場合には、1個の画像処理ユニット5又は6では処理機能が不十分となってしまうが、当該スキャナ1により読み取られる原稿を、図15中に併せて示すように、当該原稿の主走査方向で2分割し、その右半分の画像データは画像処理ユニット5に割当て、左半分の画像データは画像処理ユニット6に割当てて、同時に並列的に画像処理させることにより、個々の画像処理ユニット5,6では画像データ量を実質的に半分に緩和して処理させることができ、よって、高画質処理等が必要な場合でも並列的処理により処理速度を維持することができる。これは、特に図示しないが、画像処理内容として、相対的に高解像度な画像密度の画像処理が要求される場合にも、同様であり、1個の画像処理ユニット5又は6では処理機能が不十分となってしまうが、当該スキャナ1により読み取られる原稿を、当該原稿の主走査方向で2分割し、その右半分の画像データは画像処理ユニット5に割当て、左半分の画像データは画像処理ユニット6に割当てて、同時に並列的に画像処理させることにより、個々の画像処理ユニット5,6では画像密度を実質的に半分に緩和して処理させることができ、よって、高画質処理等が必要な場合でも並列的処理により処理速度を維持することができる。
To give a more specific example, as a required image processing content, for example, when a document read by the scanner 1 is relatively wide paper, the processing function is insufficient with one
一方、要求される画像処理内容として、例えば、スキャナ1で読み取る原稿が通常幅以下(相対的に)の用紙の場合には、1個の画像処理ユニット5又は6で画像処理機能が十分であるため、例えば、画像処理ユニット5のみ稼動させ、画像処理ユニット6は図16中に破線で示すように稼動させない、というように画像処理内容によって選択的に稼動させることもできる。この場合、画像処理ユニット6については省電力状態とすることで、全体の消費電力を抑えることもできる。これは、画像処理内容として、通常の解像度なる画像密度(相対的に)の画像処理が要求される場合にも、同様であり、1個の画像処理ユニット5又は6で画像処理機能が十分であるため、例えば、画像処理ユニット5のみ稼動させ、画像処理ユニット6は稼動させない、というように選択的に稼動させることもできる。この場合、画像処理ユニット6については省電力状態とすることで、全体の消費電力を抑えることもできる。
On the other hand, as the requested image processing content, for example, when the document read by the scanner 1 is a paper having a width less than or equal to the normal width (relative), the image processing function is sufficient with one
図17は、本実施の形態の別の画像システムの構成例を示す概略ブロック図である。基本的には、図15に示した画像システムの構成例に準ずるが、本実施の形態では、複数、例えば、3個の画像処理ユニット11,12,13がエンドポイントデバイスの一つとして用意され、スイッチ3に対して、各々PCI Express規格の高速シリアルインタフェース4e,4f,4gを介してエンドポイントデバイスとして接続されている。ここに、本実施の形態では、これらの画像処理ユニット11,12,13は例えばDSP(デジタルシグナルプロセッサ)等により構成されたデバイスであるが、何れも特に高度な画像処理機能を持たせたものではなく、かつ、図17中に併せて示すように各々異なる画像処理機能(画像処理A,B,C)が割付けられた画像処理ユニットが用いられている。例えば、画像処理Aが基本画像処理、画像処理Bが画像回転処理、…等の如くである。
FIG. 17 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of another image system according to the present embodiment. Basically, it conforms to the configuration example of the image system shown in FIG. 15, but in this embodiment, a plurality of, for example, three
このような画像システムによれば、図17中に矢印で示すように、スキャナ1で原稿から読み取った画像データを高速シリアルインタフェース4a,スイッチ3、高速シリアルインタフェース4eを介して画像処理ユニット11に高速で転送させ、当該画像処理ユニット11で画像処理Aを実行させ、さらに、画像処理Aが施された画像データを画像処理ユニット11から高速シリアルインタフェース4e,スイッチ3、高速シリアルインタフェース4fを介して画像処理ユニット12に高速で転送させ、当該画像処理ユニット12で画像処理Bを実行させ、さらに、画像処理Bが施された画像データを画像処理ユニット12から高速シリアルインタフェース4f,スイッチ3、高速シリアルインタフェース4gを介して画像処理ユニット13に高速で転送させ、当該画像処理ユニット12で画像処理Cを実行させる、という如く、画像データを各画像処理ユニット11,12,13にパイプライン状に連続的に流して効率的に処理させることができる。そして、画像処理ユニット13により最終的に画像処理された画像データを高速シリアルインタフェース4g、スイッチ3、高速シリアルインタフェース4bを介してプリンタ2に高速で転送させることで、必要な画像処理後の画像データを記録紙上に印刷出力させることができる。この場合、図示例では、画像処理ユニットを3個としているが、必要とする画像処理内容に応じてその数を増減すればよく、画像処理ユニットの個数を増減させても、PCI Expressシステムにおけるスイッチ3の拡張性により容易に対応し得る。例えば、画像処理A,Cが当初から用意されていた画像処理機能であり、後から新規な画像処理として画像処理Bが必要となった場合でも、画像処理ユニット12をスイッチ3に追加接続してシステム構成することにより、融通性の高い対応が可能となる。
According to such an image system, as indicated by an arrow in FIG. 17, the image data read from the document by the scanner 1 is transferred to the image processing unit 11 via the high-speed
1 スキャナ
2 プリンタ
3 スイッチ
4 高速シリアルインタフェース
5,6 画像処理ユニット
11,12,13 画像処理ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scanner 2
Claims (5)
前記ルートコンプレックスに接続されたアップストリームポート及びPCI Express規格に準拠したシリアルインタフェースに接続可能な第1ないし第4のダウンストリームポートを有するスイッチと、
前記第1のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像データを取り込む第1のデバイスと、
前記第2のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像処理機能を有する第1の画像処理ユニットと、
前記第3のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像処理機能を有する第2の画像処理ユニットと、
前記第4のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像データに基づいて印刷する第2のデバイスと、を備え、
前記スイッチが有する前記第1のダウンストリームポートは、
前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データが入力されるポートであり、
前記第2のダウンストリームポートは、
前記第1のダウンストリームポートを介して入力された画像データを分割することで生成された画像データを、前記第1の画像処理ユニットに出力するとともに、前記第1の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データが入力されるポートであり、
前記第3のダウンストリームポートは、
前記第1のダウンストリームポートを介して入力された画像データを分割することで生成された画像データを、前記第2の画像処理ユニットに出力するとともに、前記第2の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データが入力されるポートであり、
前記第4のダウンストリームポートは、
前記第2のダウンストリームポートを介して入力された前記第1の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データと、前記第3のダウンストリームポートを介して入力された前記第2の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データを合成することで生成された画像データを、前記第2のデバイスに出力するポートであることを特徴とする画像システム。 A root complex connected to the processor and memory;
A switch having an upstream port connected to the root complex and first to fourth downstream ports connectable to a serial interface conforming to the PCI Express standard;
A first device connected to the first downstream port via the serial interface and capturing image data;
A first image processing unit connected to the second downstream port via the serial interface and having an image processing function;
A second image processing unit connected to the third downstream port via the serial interface and having an image processing function;
A second device connected to the fourth downstream port via the serial interface and printing based on image data;
The first downstream port of the switch is:
A port to which image data captured by the first device is input;
The second downstream port is
Image data generated by dividing the image data input via the first downstream port is output to the first image processing unit, and is subjected to image processing by the first image processing unit. Is a port to which the image data generated by
The third downstream port is
Image data generated by dividing the image data input via the first downstream port is output to the second image processing unit, and is subjected to image processing by the second image processing unit. Is a port to which the image data generated by
The fourth downstream port is
Image data generated by image processing by the first image processing unit input via the second downstream port, and the second input via the third downstream port An image system comprising: a port for outputting image data generated by combining image data generated by image processing by the image processing unit to the second device .
前記第2のダウンストリームポートは、
前記相対的に広幅用紙に対応する画像データを分割することで生成された画像データを前記第1の画像処理ユニットに出力するポートであり、
前記第3のダウンストリームポートは、
前記相対的に広幅用紙に対応する画像データを分割することで生成された画像データを前記第2の画像処理ユニットに出力するポートであることを特徴とする請求項1記載の画像システム。 When the image data captured by the first device is image data corresponding to relatively wide paper,
The second downstream port is
A port for outputting the image data generated by dividing the image data corresponding to the relatively wide paper to the first image processing unit;
The third downstream port is
2. The image system according to claim 1, wherein the image system is a port for outputting image data generated by dividing image data corresponding to the relatively wide paper to the second image processing unit .
前記第2のダウンストリームポートは、
前記相対的に高解像度な画像密度を有する画像データを分割することで生成された画像データを前記第1の画像処理ユニットに出力するポートであり、
前記第3のダウンストリームポートは、
前記相対的に高解像度な画像密度を有する画像データを分割することで生成された画像データを前記第2の画像処理ユニットに出力するポートであることを特徴とする請求項1又は2記載の画像システム。 When the image data captured by the first device is image data having a relatively high resolution image density,
The second downstream port is
A port for outputting image data generated by dividing the image data having a relatively high resolution image density to the first image processing unit;
The third downstream port is
According to claim 1 or 2, wherein an image, characterized in that a port for outputting the image data generated by dividing the image data having the relatively high-resolution image density to the second image processing unit system.
前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データを主走査方向に分割することで生成された画像データを前記第1の画像処理ユニットに出力するポートであり、
前記第3のダウンストリームポートは、
前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データを主走査方向に分割することで生成された画像データを前記第2の画像処理ユニットに出力するポートであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項記載の画像システム。 The second downstream port is
A port that outputs image data generated by dividing the image data captured by the first device in the main scanning direction to the first image processing unit;
The third downstream port is
4. A port for outputting image data generated by dividing image data captured by the first device in a main scanning direction to the second image processing unit . The image system according to any one of claims.
前記ルートコンプレックスに接続されたアップストリームポート及びPCI Express規格に準拠したシリアルインタフェースに接続可能な第1ないし第4のダウンストリームポートを有するスイッチと、
前記第1のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像データを取り込む第1のデバイスと、
前記第2のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像処理機能を有する第1の画像処理ユニットと、
前記第3のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、前記第1の画像処理ユニットが有する画像処理機能と異なる画像処理機能を有する第2の画像処理ユニットと、
前記第4のダウンストリームポートに前記シリアルインタフェースを介して接続され、画像データに基づいて印刷する第2のデバイスと、を備え、
前記スイッチが有する前記第1のダウンストリームポートは、
前記第1のデバイスによって取り込まれた画像データが入力されるポートであり、
前記第2のダウンストリームポートは、
前記第1のダウンストリームポートを介して入力された画像データを、前記第1の画像処理ユニットに出力するとともに、前記第1の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データが入力されるポートであり、
前記第3のダウンストリームポートは、
前記第2のダウンストリームポートを介して入力された前記第1の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データを、前記第2の画像処理ユニットに出力するとともに、前記第2の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データが入力されるポートであり、
前記第4のダウンストリームポートは、
前記第3のダウンストリームポートを介して入力された前記第2の画像処理ユニットによって画像処理されることで生成された画像データを、前記第2のデバイスに出力するポートであることを特徴とする画像システム。 A root complex connected to the processor and memory;
A switch having an upstream port connected to the root complex and first to fourth downstream ports connectable to a serial interface conforming to the PCI Express standard;
A first device connected to the first downstream port via the serial interface and capturing image data;
A first image processing unit connected to the second downstream port via the serial interface and having an image processing function;
A second image processing unit connected to the third downstream port via the serial interface and having an image processing function different from the image processing function of the first image processing unit;
A second device connected to the fourth downstream port via the serial interface and printing based on image data;
The first downstream port of the switch is:
A port to which image data captured by the first device is input;
The second downstream port is
The image data input via the first downstream port is output to the first image processing unit, and image data generated by image processing by the first image processing unit is input. Port
The third downstream port is
Image data generated by image processing by the first image processing unit input via the second downstream port is output to the second image processing unit, and the second image processing unit A port to which image data generated by image processing by the image processing unit is input,
The fourth downstream port is
The port is a port for outputting image data generated by image processing by the second image processing unit input via the third downstream port to the second device. Image system.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004139696A JP4287325B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Imaging system |
US11/121,039 US20050248584A1 (en) | 2004-05-10 | 2005-05-04 | Imaging system and image processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004139696A JP4287325B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Imaging system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005323159A JP2005323159A (en) | 2005-11-17 |
JP4287325B2 true JP4287325B2 (en) | 2009-07-01 |
Family
ID=35470098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004139696A Expired - Fee Related JP4287325B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Imaging system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4287325B2 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4878185B2 (en) * | 2006-03-17 | 2012-02-15 | 株式会社リコー | Data communication circuit and arbitration method |
JP2008172727A (en) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Ricoh Co Ltd | Control apparatus and image processing system |
JP5568896B2 (en) * | 2009-06-10 | 2014-08-13 | 株式会社リコー | Image processing device |
JP5664230B2 (en) * | 2010-12-28 | 2015-02-04 | コニカミノルタ株式会社 | Image reading system and reading image processing system |
JP5988808B2 (en) | 2012-09-27 | 2016-09-07 | 株式会社Pfu | Image data processing apparatus and image reading apparatus |
JP6230258B2 (en) | 2013-04-19 | 2017-11-15 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus and image processing method |
JP6548459B2 (en) * | 2015-05-29 | 2019-07-24 | キヤノン株式会社 | Information processing device |
KR101963198B1 (en) * | 2017-04-18 | 2019-07-31 | 한국과학기술원 | 3-dimensional face frontalization system and method |
JP7118611B2 (en) * | 2017-09-11 | 2022-08-16 | キヤノン株式会社 | Image processing device, recording device, image processing method, and program |
JP7097744B2 (en) | 2018-05-17 | 2022-07-08 | キヤノン株式会社 | Image processing equipment, image processing methods and programs |
JP7383420B2 (en) | 2019-08-09 | 2023-11-20 | キヤノン株式会社 | Image processing device, recording device, image processing method, and program |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08298663A (en) * | 1995-04-26 | 1996-11-12 | Canon Inc | Picture processing method and its device |
JP3581807B2 (en) * | 1999-10-18 | 2004-10-27 | シャープ株式会社 | High-speed parallel image processing device |
JP2002203236A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Canon Inc | Image processor, method for controlling image processor and storage medium |
JP2004106456A (en) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus, information processor, and connection device used therein |
-
2004
- 2004-05-10 JP JP2004139696A patent/JP4287325B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005323159A (en) | 2005-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4928732B2 (en) | Data transfer system and electronic device | |
EP1681817B1 (en) | Communication apparatus, electronic apparatus, imaging apparatus | |
JP5108261B2 (en) | Information processing apparatus and data communication apparatus | |
JP4704050B2 (en) | Data transfer system and electronic device | |
US20050248584A1 (en) | Imaging system and image processing apparatus | |
JP4564855B2 (en) | Data transfer system and electronic device | |
JP2008172727A (en) | Control apparatus and image processing system | |
JP2007087082A (en) | Information processor and option device sharing method | |
JP4308680B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5151176B2 (en) | Data communication apparatus, image processing system, and data communication method | |
JP4287325B2 (en) | Imaging system | |
JP4564740B2 (en) | Imaging equipment system | |
JP4928715B2 (en) | Serial data transfer device, image output device, image input device, and image forming device | |
JP4777723B2 (en) | Information processing system, program, and data transfer method | |
JP4425766B2 (en) | Image forming system | |
JP5218377B2 (en) | Image forming system | |
JP4828899B2 (en) | Information processing apparatus and storage device sharing method | |
JP2005332372A (en) | Image processing apparatus and image forming apparatus | |
JP4824422B2 (en) | Control device, image processing system, and data transfer path switching method | |
JP2005346629A (en) | Image processing apparatus | |
JP2007226494A (en) | Data transfer system | |
JP4690828B2 (en) | Information processing system, program, and packet communication method | |
JP2005332316A (en) | Data distribution device, data transfer device and image processing device | |
JP4607706B2 (en) | Image processing system, program, and job execution method | |
JP2006113798A (en) | Data transfer system, reception buffer device, method for setting specification of data transfer system and image formation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20051021 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061024 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20070222 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080716 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080722 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080922 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090303 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090326 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |