JP5182513B2 - Image processing apparatus and power saving control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、デバイス間のインタフェースとして、デバイス間のリンクのアイドル状態が所定時間継続したときに省電力状態(ローパワーステート)に遷移する機能を有するインタフェースを用いた画像処理装置及びその省電力制御方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus using an interface having a function of shifting to a power saving state (low power state) when an idle state of a link between devices continues for a predetermined time as an interface between devices, and power saving control thereof. about the mETHODS.
デジタル複写機、デジタル複合機(MFP:マルチ・ファンクション・プリンタ)等の画像形成装置では、CPU、画像処理モジュール、メモリなどの各デバイス間の接続手段としてPCI(Peripheral Component Interconnect:登録商標)に代表されるパラレル方式のインタフェースが使用されている。しかし、パラレル方式のインタフェースでは、レーシングやスキューなどの問題があり、高速・高画質の画像形成装置に使用するには、転送レートが不十分になってきているため、最近では、高速シリアルインタフェースであるPCI Express(登録商標:以下、PCIeと言う)を画像形成装置に使用することが提案されている(特許文献1参照)。 In an image forming apparatus such as a digital copying machine or a digital multifunction peripheral (MFP: multi-function printer), it is represented by PCI (Peripheral Component Interconnect) as a connection means between devices such as a CPU, an image processing module, and a memory. Parallel interface is used. However, the parallel interface has problems such as racing and skew, and the transfer rate has become insufficient for use in high-speed, high-quality image forming apparatuses. It has been proposed to use a certain PCI Express (registered trademark: hereinafter referred to as PCIe) for an image forming apparatus (see Patent Document 1).
PCIeは、リンクと呼ばれる通信路を介してデバイス間を相互接続するための規格であり、PCISIG(Peripheral Component Interconnect Special Interest Group)によって規定されている。 PCIe is a standard for interconnecting devices via a communication path called a link, and is defined by PCISIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group).
PCIeの規格においては、電力管理(パワーマネマネージメント)に関する規格として、ソフトウェアによる省電力状態への遷移の他に、ハードウェアによるASPM(Active State Power Management)が規定されている。ASPMでは、PCIeインタフェース回路内のコンフィギュレーションレジスタのASPMの制御ビットがイネーブルの場合に、一定のアイドル期間の経過により、通常状態(アクティブステート)から省電力状態であるL0s、L1に遷移する。通信の必要が生じた場合、リンクの状態はハードウェアにより省電力状態から通常状態に戻される。これにより、ソフトウェアの介在なしに、リンクのアイドル期間中の無駄な電力消費を低減することで、こまめな省電力制御が可能となるため、消費電力低減に大きな効果がある。 In the PCIe standard, ASPM (Active State Power Management) by hardware is defined in addition to the transition to the power saving state by software as a standard regarding power management (power management). In the ASPM, when the ASPM control bit of the configuration register in the PCIe interface circuit is enabled, the transition from the normal state (active state) to the power saving states L0s and L1 is made after a certain idle period. When communication is necessary, the link state is returned from the power saving state to the normal state by hardware. As a result, frequent power saving control can be performed by reducing wasteful power consumption during the idle period of the link without intervention of software, which has a great effect on reducing power consumption.
しかし、省電力状態であるL0s、L1から通常状態への復帰には数μsec程度の復帰時間が必要となるため、画像読取部からメモリへのデータ書き込みのような、等時性(Isochronous)の必要なデータ転送において、画像データの転送開始時や転送中に省電力状態に遷移することは異常画像の発生につながる虞がある。そのため、画像読取部からメモリへのデータ伝送路となるPCIeのリンクではASPMを利用することができず、省電力機能を活用することができないという問題がある。 However, since recovery time of about several microseconds is required to return from the power saving states L0s and L1 to the normal state, isochronous (Isochronous) such as data writing from the image reading unit to the memory is required. In the necessary data transfer, transition to the power saving state at the start or during the transfer of the image data may lead to the occurrence of an abnormal image. For this reason, there is a problem that ASPM cannot be used in the PCIe link serving as a data transmission path from the image reading unit to the memory, and the power saving function cannot be used.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、デバイス間のインタフェースとして、前記デバイス間のリンクのアイドル状態が所定時間継続したときに省電力状態に遷移する機能を有するインタフェースを備えた画像処理装置において、画像読取部からの画像データ伝送路である上記のインタフェースで、画像データの転送に影響を与えずに、省電力状態に遷移する機能を利用できるようにすることである。 The present invention has been made to solve such a problem, and its object is to make a transition to a power saving state when an idle state of a link between devices continues for a predetermined time as an interface between devices. In an image processing apparatus having an interface having a function, the above-mentioned interface, which is an image data transmission path from the image reading unit, can use a function to shift to a power saving state without affecting the transfer of image data. Is to do.
本願の第1の発明は、デバイス間のインタフェースとして、前記デバイス間のリンクのアイドル状態が所定時間継続したときに省電力状態に遷移する機能を有するインタフェースを備えた画像処理装置であって、画像読取部で生成された画像データを転送する画像データ転送デバイスと、操作部からの画像読取開始の指示に基づいて前記画像データ転送デバイスの前記インタフェースの前記省電力状態に遷移する機能をディセーブルにする手段とを有することを特徴とする。
本願の第2の発明は、デバイス間のインタフェースとして、前記デバイス間のリンクのアイドル状態が所定時間継続したときに省電力状態に遷移する機能を有するインタフェースを備えた画像処理装置であって、画像読取部で生成された画像データを転送する画像データ転送デバイスと、前記画像読取部で読み取られた画像データの前記画像データ転送デバイスに対する入力を検知する手段と、該手段により画像データの入力が検知されたとき、前記画像データ転送デバイスの前記インタフェースの前記省電力状態に遷移する機能をディセーブルにする手段とを有することを特徴とする。
本願の第3の発明は、デバイス間のインタフェースとして、前記デバイス間のリンクのアイドル状態が所定時間継続したときに省電力状態に遷移する機能を有するインタフェースを備えた画像処理装置の省電力制御方法であって、画像読み取り装置に対する画像読取開始の指示を検出する工程と、該検出に基づいて、前記画像読み取り装置からの画像データを転送する画像データ転送デバイスの前記インタフェースの前記省電力状態に遷移する機能をディセーブルにする工程とを有することを特徴とする。
1st invention of this application is an image processing apparatus provided with the interface which has a function which changes to an electric power saving state, when the idle state of the link between the said devices continues for a predetermined time as an interface between devices, Disabling an image data transfer device that transfers image data generated by the reading unit and a function of transitioning to the power saving state of the interface of the image data transfer device based on an image reading start instruction from the operation unit And means for carrying out the above.
A second invention of the present application is an image processing apparatus provided with an interface having a function of transitioning to a power saving state when an idle state of a link between devices continues for a predetermined time as an interface between devices, An image data transfer device that transfers image data generated by the reading unit, a unit that detects input of the image data read by the image reading unit to the image data transfer device, and an input of image data is detected by the unit And a means for disabling the function of the interface of the image data transfer device to transition to the power saving state.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a power saving control method for an image processing apparatus including an interface having a function of transitioning to a power saving state when an idle state of a link between devices continues for a predetermined time as an interface between devices. A step of detecting an image reading start instruction to the image reading device, and transitioning to the power saving state of the interface of the image data transfer device for transferring image data from the image reading device based on the detection And a step of disabling the function to be performed .
本発明によれば、デバイス間のインタフェースとして、前記デバイス間のリンクのアイドル状態が所定時間継続したときに省電力状態に遷移する機能を有するインタフェースを備えた画像処理装置において、画像読取部からの画像データ伝送路である上記のインタフェースで、画像データの転送に影響を与えずに、上記の省電力状態に遷移する機能を利用することができる。 According to the present invention, in an image processing apparatus having an interface having a function of transitioning to a power saving state when an idle state of a link between devices continues for a predetermined time as an interface between devices, With the above-described interface, which is an image data transmission path, it is possible to use the function of transitioning to the above power saving state without affecting the transfer of image data.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態の画像処理装置を示すブロック図である。この画像処理装置はデジタル複合機の一部として構成されており、CPU100、操作パネル101、スキャナ102、ASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途向け集積回路)103,104及び106、並びにメモリ105からなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing an image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. This image processing apparatus is configured as a part of a digital multi-function peripheral, and includes a
CPU100とASIC103との間、及びASIC103とASIC104との間は、いずれもPCIeリンク107により接続されている。ASIC106は操作パネル101に対するインタフェースモジュールである。
The
CPU100は、この画像処理装置全体の制御などを行う機能を有する。また、CPU100はPCIeインタフェース(I/F)回路109を内蔵しており、PCIeインタフェース回路109はコンフィギュレーションレジスタ109aを内蔵している。なお、図示を省略したが、CPU100には、その動作時に使用するプログラムを記憶したROM、及びワークエリアとなるRAMが接続されている。
The
操作パネル101は各種操作キー及びLCDパネルを備えており、ユーザが画像形成装置を使用するときに、各種指示を入力するために用いられる。スキャナ102は、ユーザによりセットされた原稿の画像データを読み取り、画像データを生成する。
The
ASIC104はPCIeインタフェース回路112を内蔵しており、PCIeインタフェース回路112はコンフィギュレーションレジスタ112aを内蔵している。ASIC104は、スキャナ102から入力された画像データに所定の画像処理を施し、PCIeリンク107を介してASIC103へ転送する。
The ASIC 104 has a built-in
ASIC103はPCIeインタフェース回路111を内蔵している。PCIeインタフェース回路111は、コンフィギュレーションレジスタ111aを内蔵している。ASIC103は、ASIC104から転送されてきた画像データに所定の画像処理を施し、PCIeリンク107を介してメモリ105へ転送する。
The ASIC 103 includes a
以上の構成を有する画像処理装置において、ユーザがスキャナ102に原稿をセットし、操作パネル101のスタートボタンを押下すると、それがASIC106で検出され、CPU100に伝達される。画像読取開始の指示を認識したCPU100は、PCIeインタフェース回路109〜112内のコンフィギュレーションレジスタ109a〜112aの内のリンクコントロールレジスタのASPMの制御ビットのL0s/L1のエントリーを“ディセーブル”に設定する。この設定は各デバイスのリンク能力レジスタ(Link Capabilities Register)のASPMのサポートビット、即ちデバイスがASPMのL0s、L1をサポートしているか否かを示すレジスタのビットに従う。これにより、PCIeリンク107上で7μsec以上のアイドルサイクルが発生した場合にも、L0s/L1には遷移しないため、スキャナ102からの画像データを正常にメモリ105に格納することができる。
In the image processing apparatus having the above configuration, when the user sets a document on the
ここで、CPU100内のPCIeインタフェース回路109、及びASIC103内の下流(ダウンストリーム)側のPCIeインタフェース回路111がPCIeの階層におけるルートコンプレックスであり、ASIC103内の上流(アップストリーム)側のPCIeインタフェース回路110、及びASIC104内の上流(アップストリーム)側のPCIeインタフェース回路112がエンドポイントである。
Here, the
PCIeインタフェース回路109内のリンクコントロールレジスタのASPMの制御ビットは、CPU100がレジスタに直接的にアクセスすることで設定する。また、PCIeインタフェース回路110内のリンクコントロールレジスタのASPMの制御ビットは、CPU100が、PCIeインタフェース回路109内に設けられたコンフィグレーションアドレスレジスタ、コンフィギュレーションデータレジスタをウィンドウとして、コンフィギュレーションレジスタ110a内のリンクコントロールレジスタにアクセスすることにより設定する。つまり、ルートコンプレックス内のコンフィギュレーションアドレスレジスタ、コンフィギュレーションデータレジスタ経由でエンドポイント内のコンフィギュレーションレジスタにアクセスする。なお、これらのアクセス手順は既知であるため、詳細な説明は省略する。
The ASPM control bit of the link control register in the
同様に、PCIeインタフェース回路111内、及びPCIeインタフェース回路112内のリンクコントロールレジスタのASPMの制御ビットは、CPU100が、ルートコンプレックスであるPCIeインタフェース回路111内のコンフィギュレーションレジスタアドレスレジスタ、コンフィギュレーションデータレジスタをウィンドウとしてアクセスし、設定する。
Similarly, the control bit of ASPM of the link control register in the
このように、本発明の第1の実施形態の画像処理装置によれば、画像読取開始の指示に基づいてASPM機能をディセーブルにするので、異常画像を発生させることなく、ASPMによる消費電力の削減が可能になる。 As described above, according to the image processing apparatus of the first embodiment of the present invention, the ASPM function is disabled based on the instruction to start image reading. Therefore, the power consumption by ASPM can be reduced without generating an abnormal image. Reduction is possible.
[第2の実施形態]
図2は本発明の第2の実施形態の画像処理装置を示すブロック図である。この図において、図1と同一の部分には図1と同じ参照符号を付した。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a block diagram showing an image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG.
この画像処理装置は、CPU100、スキャナ102、ASIC103及び200、並びにメモリ105からなる。ASIC200は、それぞれルートコンプレックス、エンドポイントであるPCIeインタフェース回路203、204に加えて、DMA(Direct Memory Access)コントローラ(以下、DMACと言う)201及び割込みコントローラ202を備えている。
The image processing apparatus includes a
DMAC201は、スキャナ102からASIC104に転送され、ASIC104からPCIeリンク107を介してASIC200に転送されてきた画像データをPCIeリンク107及びCPU100を介してメモリ105に転送する。割込みコントローラ202は、DMAC201が予めCPU100により設定された所定量の画像データの転送を完了したときに、PCIeリンク107を介してCPU100に割込み信号を送出する。
The DMAC 201 transfers image data transferred from the
即ちDMAC201を使用した転送の場合、CPU100のソフトウェアは予めASIC104からのデータ転送量を把握しており、DMAC201に対してそれに合わせた設定を行う。従って、DMAC201の転送の完了は、スキャナ102から送出された画像データが全てメモリ105に転送されたことを示す。
That is, in the case of transfer using the
DMAC201からの転送完了割込み要因がアサートされると、割込みコントローラ202はPCIeインタフェース回路204に割込みの発行を要求する。PCIeインタフェース回路204回路はCPU100に対してMSI(Message signaled Interrupt)割込みを発行し、DMAC201からの画像データの転送完了をソフトウェアに通知する。ソフトウェアはこれを見て、第1の実施形態と同様に、PCIeインタフェース回路109〜112内のコンフィギュレーションレジスタ109a〜112aにコンフィギュレーションライトアクセスを行い、それぞれのリンクコントロールレジスタのASPMの制御ビットのL0s/L1のエントリーを“イネーブル”に設定する。
When the transfer completion interrupt factor from the
このように、本発明の第2の実施形態によれば、スキャナ102で生成された画像データのASIC200におけるDMA転送完了に基づいて、再度、ASPMをイネーブルにすることにより、画像データ転送時を除く全ての期間でASPMによる消費電力の削減を行うことが可能になる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the ASPM is enabled again based on the completion of the DMA transfer of the image data generated by the
[第3の実施形態]
図3は本発明の第3の実施形態の画像処理装置を示すブロック図である。この図において、図1と同一の部分には図1と同じ参照符号を付した。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing an image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG.
この画像処理装置は、CPU100、スキャナ102、ASIC103及び300、並びにメモリ105からなる。ASIC300は、それぞれルートコンプレックス、エンドポイントであるPCIeインタフェース回路303、304に加えて、タイマ301及び割込みコントローラ302を備えている。
The image processing apparatus includes a
タイマ301は、所定の基準クロックをカウントしており、PCIeインタフェース回路303に画像データが入力されているときは、その回路で生成される画像データのライン周期やフレーム周期を有する画像データ検知信号によりリセットされる。また、予め定められた一定時間カウント(タイムアップ)すると、割込みコントローラ302にタイムアップ信号を送出する。割込みコントローラ302は、タイマ301からのタイムアップ信号を受けたときに、図2(第2の実施形態)の割込みコントローラ202と同様に、PCIeリンク107を介してCPU100に割込み信号を送出する。
The
CPU100は、この割込み信号を受信すると、第2の実施形態と同様に、PCIeインタフェース回路109〜112内のコンフィギュレーションレジスタ109a〜112aにコンフィギュレーションライトアクセスを行い、それぞれのリンクコントロールレジスタのASPMの制御ビットのL0s/L1のエントリーを“イネーブル”に設定する。これにより、スキャナ102からの画像データの転送完了後にASPMを“イネーブル”に設定することが出来る。
Upon receiving this interrupt signal, the
本発明の第3の実施形態では、ASIC300にDMACを実装せずに、ASIC300からメモリ105のアドレスを直接指定して転送するように構成しており、ASIC300は、スキャナ102からの画像データの転送終了のタイミングを知ることができない。そこで、ASIC300内にタイマ301を設け、ASIC104からの画像データの入力を監視し、一定期間入力が無い場合に転送が完了したと判断し、CPU100に割込み信号を送出する。そして、その割込みに基づいて、ASPMを“イネーブル”に設定するので、ASIC300が画像データ転送の終了を知る術が無い場合でも、再度、ASPMを“イネーブル”にすべきタイミングを知り、そのタイミングで実行することができる。
In the third embodiment of the present invention, the
[第4の実施形態]
図4は本発明の第4の実施形態の画像処理装置を示すブロック図である。この図において、図1と同一の部分には図1と同じ参照符号を付した。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing an image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG.
この画像処理装置は、CPU100、スキャナ102、ASIC401及び402、並びにメモリ105からなる。ASIC401はスキャナ入力インタフェース回路403、及びエンドポイントであるPCIeインタフェース回路404を備えている。また、ASIC402は、それぞれルートコンプレックス、エンドポイントであるPCIeインタフェース回路405、406に加えて、タイマ407及びレジスタアクセス回路408を備えている。
The image processing apparatus includes a
スキャナ入力インタフェース回路403は、スキャナ102から送出された画像データが入力されると、そのライン周期やフレーム周期で、画像データ検知信号をタイマ407及びレジスタアクセス回路408へ送出する。タイマ407は、基準クロックをカウントしており、画像データ検知信号によりリセットされる。また、予め定められた一定時間カウント(タイムアップ)すると、レジスタアクセス回路408にタイムアップ信号を送出する。
When the image data sent from the
レジスタアクセス回路408は、ASIC402内のPCIeインタフェース回路405及び406内のコンフィギュレーションレジスタ405a及び406aにアクセスすることができる。また、また、ルートコンプレックスであるPCIeインタフェース回路405内のコンフィギュレーションアドレスレジスタ、コンフィギュレーションデータレジスタ経由で、エンドポイントであるPCIeインタフェース回路404内のコンフィギュレーションレジスタ404aにアクセスすることができる。しかし、ASIC402はCPU100に対するエンドポイントデバイスであるため、ASIC402内のレジスタアクセス回路408からルートコンプレックスであるPCIeインタフェース回路109内のコンフィギュレーションレジスタ109aにアクセスすることはできない。
The
以上の構成を有する本実施形態の画像処理装置において、スキャナインタフェース回路403は、スキャナ102で生成された画像データが入力されると、画像データ検知信号をタイマ407及びレジスタアクセス回路408に送出する。
In the image processing apparatus of the present embodiment having the above configuration, the
レジスタアクセス回路408は、画像データ検知信号を受け取ると、PCIeインタフェース回路406内のコンフィギュレーションレジスタ406aにコンフィギュレーションライトアクセスして、Tx(ASIC402からCPU100へのリンク)のL0sのエントリーを“ディセーブル”に設定する。また、ルートコンプレックスであるPCIeインタフェース回路405内のコンフィギュレーションレジスタ405aをウィンドウとして、エンドポイントであるPCIeインタフェース回路404内のコンフィギュレーションレジスタ404aにコンフィギュレーションライトアクセスして、Tx(ASIC401から402へのリンク)のL0sのエントリーを“ディセーブル”に設定する。
Upon receiving the image data detection signal, the
ここで、L0sはASPMで定義された省電力状態の一つであり、図5に示すように、片方向ずつ(送信側のみ)“イネーブル/ディセーブル”の設定ができる。Rx(図4の場合、ASIC402から401へのリンク、及びCPU100からASIC402へのリンク)は、画像データの転送方向とは逆であるため、L0sのエントリーは“イネーブル”のままでよい。なお、この動作は、デバイスがL0sのみサポートし、L1をサポートしていない場合、或いはL1がディセーブルに設定されている場合が前提である。なぜなら、L0S、L1の双方がイネーブルとなっている場合、7μsec経過後、より深い省電力状態であるL1に遷移してしまうからである。L1をディセーブルにしなければならない状況としては、復帰に非常に時間がかかってしまい(デバイス依存)、レジスタアクセス回路でイネーブル/ディセーブルを制御したとしても、画像データの転送に支障が出てしまう場合などが考えられる。
Here, L0s is one of the power saving states defined by ASPM, and “enable / disable” can be set for each direction (only on the transmission side) as shown in FIG. Since Rx (in the case of FIG. 4, the link from the
これにより、スキャナ102からメモリ105に向かうデータパスは省電力状態(L0s)には入らず、常にアクティブ状態(L0)なので、画像データは滞りなく転送される。このとき、CPU100からASIC401に向かうデータパスはASPMが“イネーブル”のままなので、特に転送すべきパケットがなければ規定のアイドルサイクルの後にL0sに遷移する。
As a result, the data path from the
スキャナ入力インタフェース403にスキャナ102から画像データが一定期間入力されなり、その結果、タイマ407に画像データ検知信号が一定期間入力されなくなると、タイマ407はレジスタアクセス回路408にタイムアップ信号を送出する。レジスタアクセス回路408は、タイムアップ信号を受け取ると、PCIeインタフェース回路406内のコンフィギュレーションレジスタ406aにアクセスし、TxのL0sのエントリーを“イネーブル”に設定する。また、ルートコンプレックスであるPCIeインタフェース回路405内のコンフィギュレーションアドレスレジスタ、コンフィギュレーションデータレジスタ経由で、エンドポイントであるPCIeインタフェース回路404内のコンフィグレーションレジスタ404aにアクセスを行い、TxのL0sのエントリーを“イネーブル”に設定する。
When the image data is input from the
これにより、全てのPCIeリンク107の双方向のパスのL0sのエントリーが“イネーブル”となるため、アイドル時には省電力状態に入るようになる。ここで、タイマ407のタイムアップ時間はCPU100のソフトウェアから設定可能であり、スキャナ102にセットされる原稿のページ間隔などの要因を基に、システムに合わせた最適な値(最小値)を設定することで、省電力状態の期間を最長にすることができる。なお、L0sのエントリーの“ディセーブル”は、あくまでも、等時性が必要な転送の邪魔をしないために一時的に“ディセーブル”にするものであり、等時性を必要としない通常のデータ転送においては、“イネーブル”で使用し、必要に応じて通常状態(L0)への遷移、L0sへの復帰を行う。
As a result, the L0s entries of the bidirectional paths of all the PCIe links 107 are “enabled”, so that the power saving state is entered when idling. Here, the time-up time of the
このように、本発明の第4の実施形態によれば、ASIC402にレジスタアクセス回路408を設け、CPU100が介在することなく、ASPMの“ディセーブル”を設定するので、極めて短時間で設定することができる。このため、画像データがASIC401に入力される直前まで、省電力状態を維持することができる。また、画像データの転送終了次第、直ちに省電力状態に遷移することができる。つまり、CPU100が介在した場合には実現不可能な、極めて短期間の省電力制御を実現することができる。さらに、ASPMを再度“イネーブル”にするまでの期間をシステムに応じた最適な期間に設定することで、ASPMによる省電力効果を最大限に引き出すことができる。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the
[第5の実施形態]
図6は本発明の第5の実施形態のASICを示すブロック図である。このASICは、例えば図1の画像処理装置におけるASIC103、104などに用いることができる。
[Fifth Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing an ASIC according to the fifth embodiment of the present invention. This ASIC can be used for, for example, the
ASIC601は、PCIeインタフェース回路602、クロックジェネレータ603、及び機能モジュール604a〜604cを有する。機能モジュール604b、604cには、それぞれ外部デバイス605,606が接続されている。
The
PCIeインタフェース回路602は、コンフィギュレーションレジスタ602a、及びLTSSMレジスタ602bを有する。LTSSMレジスタ602bは、LTSSMの状態(ステート)を示すレジスタである。LTSSMはPCIeのリンクの状態を示すものとしてPCIeの規格で定義されている。LTSSMの状態は、LTSSMと呼ばれるステートマシンのステート(L0、L0s、L1、L2等)で表現される。
The
クロックジェネレータ603は、ASIC601の外部のSSCG(スペクトラム拡散クロック発生器)607から供給されるクロックと、LTSSMレジスタ602bの出力信号(ステータス信号)とが入力される2個のアンド回路603a,603bを持っており、その出力がクロックとして、それぞれ機能モジュール604b、604cに供給される。従って、機能モジュール604b,604cは、PCIeのLTSSMの状態に応じてクロックの供給/停止を受ける。一方、機能モジュール604aには、SSCG607から供給されるクロックがそのまま供給される。
The
ASIC601の外部にもクロックジェネレータ603の内部と同様、SSCG607から供給されるクロックと、LTSSMレジスタ602bの出力とが入力される2個のアンド回路609,610が設けられており、その出力がクロックとして、外部デバイス605,606に供給される。従って、外部デバイス605,606も、それぞれに接続されている機能モジュール604b,604cと同様、PCIeのLTSSMの状態に応じてクロックの供給/停止を受ける。
As in the
LTSSMで定義された状態のうち、L0s、L1、L2は低消費電力(省電力)状態であり、これらの状態にいることを示す信号をLTSSMレジスタ602bからアンド回路603a,603bに出力し、SSCG607からのクロックをマスクすることにより、PCIeのリンクの状態に応じて、ASIC601内の所定の機能モジュールへのクロック供給を止めることができる。これにより、ASICA601の消費電力を削減できる。前述のように、PCIeではASPMと呼ばれる、CPUが介在しない、ハードウェアによる自動的な省電力状態への遷移が規定されているので、ソフトウェアによる煩雑な制御を行わなくても、動的なクロックゲーティングが可能となり、ASIC610内のこまめな省電力制御が実現できる。
Among the states defined by the LTSSM, L0s, L1, and L2 are low power consumption (power saving) states, and a signal indicating that these states are output from the
また、LTSSMレジスタ602bの出力信号(ステータス信号)をASIC601の外部に出力し、基板上でクロックのマスクを行うことにより、基板上の外部デバイス605,606に対するクロックの供給を停止することで、ASIC601のみならず、基板レベルでの消費電力の削減が可能になる。
Further, by outputting the output signal (status signal) of the
[第6の実施形態]
図7は本発明の第6の実施形態の半導体装置を示すブロック図である。この半導体装置は、例えば図1の画像処理装置におけるASIC103、CPU100などに用いることができる。
[Sixth Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. This semiconductor device can be used for, for example, the
この半導体装置は、PCIeリンク704により接続された半導体集積回路701及び半導体集積回路702を有する。半導体集積回路701にはメモリ703が接続されている。
This semiconductor device has a semiconductor integrated
半導体集積回路701は、CPUコア701aと、ルートコンプレックスであるPCIeインタフェース回路701bとを有する。半導体集積回路702はASICであり、アービタ705と、それぞれがアービタ705に接続された機能モジュール706〜709、及びエンドポイントであるPCIeインタフェース回路710とを有する。半導体集積回路701内のPCIeインタフェース回路701bと、半導体集積回路702内のPCIeインタフェース回路710とが、PCIeリンク704により接続されている。
The semiconductor integrated
また、半導体集積回路702は、PCIeインタフェース回路710に内蔵されたLTSSMレジスタ710aからのステータス信号712に基づいて、半導体集積回路702内の電源ドメインA,B,Cに対する電力供給(電源オン/オフ)を個別に制御可能な電源制御部711を備えている。つまり、電源制御部711は、電源ドメインAに含まれる機能モジュール706及び707、電源ドメインBに含まれる機能モジュール707及び708、電源ドメインCに含まれるPCIeインタフェース回路710及び電源制御部711に対し、電源ドメイン内では共通に、電源ドメイン毎には個別にオン/オフの制御ができる。
Also, the semiconductor integrated
第5の実施形態(図6)のようなクロックゲーティングにより消費電力の削減では、リーク電流による電力消費までは抑えられない。本実施形態では、LTSSMのステートを示すステータス信号712を電源制御部711に入力し、電源制御に利用することで、チップ内のリーク電流の削減を実現できる。特に、ASPMが有効になっている場合には、PCIeリンクのアイドルを検出し、ハードウェアにより自動的に遷移するため、ソフトが意識することなく、こまめな消費電力の削減を行うことができる。
Reduction of power consumption by clock gating as in the fifth embodiment (FIG. 6) does not suppress power consumption due to leakage current. In this embodiment, the leakage current in the chip can be reduced by inputting the
前述したように、PCIeでは、LTSSMのステートにより、復帰にかかる時間が異なる。つまり、浅い省エネ状態からの復帰に比べて、深い省エネ状態からの復帰には長い時間を要する。本実施形態では、復帰に時間がかかると問題のあるモジュール、時間がかかっても問題の無いモジュール、電源を落としてはいけないモジュールで電源ドメインを分け、LTSSMのステート毎に各電源ドメインへの供給を制御する(例えばLTSSM=L0sのときは、“電源ドメインA”の電源を落とし、LTSSM=L1の場合は、“電源ドメインA”と“電源ドメインB”の電源を落とす等)ことで、機能へ影響を与えることなく、最適な電源制御を行うことができる。 As described above, in PCIe, the time required for restoration differs depending on the state of LTSSM. That is, it takes a longer time to recover from the deep energy saving state than to recover from the shallow energy saving state. In this embodiment, the power domains are divided into modules that are problematic if time is required for recovery, modules that do not have problems even if time is required, and modules that cannot be turned off, and are supplied to each power domain for each LTSSM state. (For example, when LTSSM = L0s, the power supply of “power supply domain A” is turned off, and when LTSSM = L1, the power supply of “power supply domain A” and “power supply domain B” is turned off, etc.) Optimal power control can be performed without affecting the power.
[第7の実施形態]
図8は本発明の第7の実施形態の半導体装置を示すブロック図である。この半導体装置は、PCIeリンク804により接続された半導体集積回路801及び半導体集積回路802を有する。半導体集積回路801にはメモリ803が接続されており、半導体集積回路802はネットワーク805に接続されている。
[Seventh Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram showing a semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention. This semiconductor device includes a semiconductor integrated
半導体集積回路801は、SoC(System on Chip)からなり、アービタ806と、それぞれがアービタ806に接続されたCPUコア807、メモリコントローラ808、及び機能モジュール809〜810と、ルートコンプレックスであるPCIeインタフェース回路811と、PCIeインタフェース回路811に内蔵されたLTSSMレジスタ811aからのステータス信号813に基づいて、半導体集積回路801内の電源ドメインA,Bに対する電力供給(電源オン/オフ)を個別に制御可能な電源制御部812を備えている。
The semiconductor integrated
つまり、電源制御部812は、電源ドメインAに含まれるアービタ806、CPUコア807、メモリコントローラ808、及び機能モジュール809〜810、電源ドメインBに含まれるPCIeインタフェース回路811及び電源制御部812に対し、各電源ドメイン内では共通に、電源ドメイン毎には個別にオン/オフの制御ができる。
That is, the power
半導体集積回路802は、アービタ802aと、それぞれがアービタ802aに接続されたエンドポイントであるPCIeインタフェース回路802b、USBインタフェース回路802c、及びイーサネット(登録商標)インタフェース回路802dを備えている。PCIeインタフェース回路802bは、PCIeリンク804により、半導体集積回路801内のPCIeインタフェース回路811に接続されており、イーサネット(登録商標)インタフェース回路802dはLAN805に接続されている。
The semiconductor integrated
この半導体装置が画像形成装置に搭載されている場合、画像形成装置が低消費電力状態に遷移する時、半導体集積回路801内のCPUコア807はPCIeインタフェース回路811にアクセスし、PCIeリンク804をL1状態に遷移させる。並行して、CPUコア807はシステムの設定情報をメモリ803に待避し、電源オフへの遷移の準備を行う(STR:Suspend to RAM)。
When this semiconductor device is mounted on the image forming apparatus, when the image forming apparatus transitions to the low power consumption state, the
CPUコア807の電源オフの準備が整ったら、電源ドメインAの電源を落とす。このとき、メモリ803、及び半導体集積回路801内の電源ドメインBには電源が供給されたままである。
When the
半導体集積回路802は、復帰要因を監視し、イーサネット(登録商標)インタフェース回路804d、USBインタフェース回路802cなどに接続されたホストから画像形成装置に要求があった場合、これを検出し、PCIeインタフェース回路802bがPCIeリンク804経由でPME(Power Management Event)メッセージを半導体集積回路801に発行する。
The semiconductor integrated
半導体集積回路801と、その対向デバイスである半導体集積回路802との間のPCIeリンク804はアクティブな状態であるL0へと遷移する。電源制御部812では、このL0への遷移をトリガとして、電源ドメインAへの電力の供給を再開する。CPUコア807はメモリ803に待避してあったシステム設定情報を取り出して、電源オフ前の状態に復帰する。
The PCIe link 804 between the semiconductor integrated
本発明の第7の実施形態では、省エネからの復帰をハードウェアで行っているため、CPUコア807の電源を落とすことができるので、大幅な電力の削減が可能になる。また、ソフトウェアは電源制御に関与していないため、電源オフ前の状態への復帰に注力できるので、システムとして、早く立ち上がることができる。即ち、電源オフ状態からの復帰に、ソフトウェアを介在させず、LTSSMのステート情報を利用しているため、CPUコアを内蔵する構成において、CPUコア自体も電源を落とすことが可能になる。更には、電源復帰にソフトウェアが介在しないため、復帰にかかる時間が短く、機器の動作に影響を与えずに、こまめな消費電力の削減が可能となる。
In the seventh embodiment of the present invention, since recovery from energy saving is performed by hardware, the power of the
[第8の実施形態]
図9は本発明の第8の実施形態の半導体装置を示すブロック図である。この図において、図8(第7の実施形態)と同一又は対応する部分には、図8と同じ参照符号を付した。
[Eighth Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 8 are assigned to the same or corresponding parts as those in FIG. 8 (seventh embodiment).
本実施形態の半導体装置では、半導体装置801内の機能モジュール814を電源ドメインC、電源制御部812を電源ドメインD、ビーコン(Beacon)検出部815を電源ドメインEとした。また、半導体装置802内のUSBインタフェース回路802cにパーソナルコンピュータ(以下、PC)816を接続した。
In the semiconductor device of this embodiment, the functional module 814 in the
即ちPC815からのリクエスト(プリント出力など)に関する機能モジュール814を電源ドメインCとして独立させ、PCIeインタフェース部分では、ビーコン検出部815を電源ドメインEとして独立させている。
That is, the function module 814 related to a request (print output or the like) from the
本実施形態の半導体装置において、PC816からのリクエストが一定期間無い場合、あるいは、PC816側のリクエストが終了し、PC816内のドライバがPCIeリンク804を省エネ状態に遷移させても構わないと判断した場合、PCIeインタフェース回路802b内のLTSSMをL2に遷移させる。
In the semiconductor device of this embodiment, when there is no request from the
常に電力が供給される電源ドメインDに配置された電源制御部812は、PCIeリンク804のL2への遷移を検知すると、電源ドメインB、電源ドメインCへの電力の供給を止める。この時、他の機能で使用予定の電源ドメインA、及び、半導体集積回路802からのビーコンを検出するビーコン検出部815のある電源ドメインEには電力が供給されている。
When the power
PC816からリクエストが発生すると、半導体集積回路802は半導体集積回路801にビーコンを送出する。ビーコン検出部815は電源制御部812にビーコンを検出したことを伝え、電源制御部812は電源ドメインC、電源ドメインBへの電力供給を再開する。電源を供給されたPCIeインタフェース回路811は、リンクトレーニングを行い、PCIeリンク804をアクティブな状態であるL0に遷移させる。
When a request is generated from the
このような構成にすることにより、例えばプリント出力時のみ、必要な関連回路に電力を供給し、それ以外では電力を供給しないので画像形成装置の消費電力を効果的に削減することができる。 With such a configuration, for example, power is supplied to the necessary related circuits only at the time of print output, and power is not supplied otherwise, so that power consumption of the image forming apparatus can be effectively reduced.
[第9の実施形態]
図10は本発明の第9の実施形態の半導体装置を示すブロック図である。この半導体装置は、PCIeリンク903により接続された半導体集積回路901及び半導体集積回路902を有する。
[Ninth Embodiment]
FIG. 10 is a block diagram showing a semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention. This semiconductor device has a semiconductor integrated
半導体集積回路901は、レジスタバス904と、エンドポイントであるPCIeインタフェース回路905と、電源制御部906と、機能モジュール907〜910と、アンド回路911〜914とを有する。また、半導体集積回路902は、CPUコア902aと、ルートコンプレックスであるPCIeインタフェース回路902bとを有する。半導体集積回路901内のPCIeインタフェース回路905と、半導体集積回路902内のPCIeインタフェース回路902bとがPCIeリンク903により接続されている。
The semiconductor integrated
電源制御部906は、PCIeインタフェース回路905内のLTSSMレジスタ905aから出力されるステータス信号915に応じて、アンド回路911〜914の各々の一方の入力に制御信号を送出する。アンド回路911〜914のそれぞれの他方の入力には、機能モジュール907〜910の出力が供給される。レジスタバス904には、アンド回路911〜914の出力と、PCIeインタフェース回路905とが接続されている。
The power
図11及び図12は、本実施形態の半導体装置の動作を説明するためのタイミング図である。ここでは、一般的なリクエストのやり取りのプロトコルの例としてOCP(Open Core Protocol)のやりとりを示している。 11 and 12 are timing charts for explaining the operation of the semiconductor device of this embodiment. Here, OCP (Open Core Protocol) exchange is shown as an example of a general protocol for exchanging requests.
図11に示すように、マスタが発行するリクエストコマンド(MCmd)に対して、スレーブが受け取れる状態であれば、コマンド受領信号(SCmdAccept)をアサートする。つまり、マスタからのリクエストを示す信号とターゲットのリクエスト受付信号とが、共に有効な場合に転送が成立する。図11では、t1のタイミングで転送が成立する。 As shown in FIG. 11, if the slave can receive a request command (MCmd) issued by the master, a command reception signal (SCmdAccept) is asserted. In other words, the transfer is established when the signal indicating the request from the master and the request reception signal of the target are both valid. In FIG. 11, the transfer is established at the timing t1.
一方、図12に示すように、通常、レジスタアクセスにおいては、リクエストを待たせる要因が無いため、冗長なサイクルを無くす目的でコマンド受領信号(SCmdAccept)をアサートした状態、つまりターゲットのリクエスト受付信号を常に有効にした状態に固定して実装する場合が多い。この場合、t1のタイミングで転送が成立する。 On the other hand, as shown in FIG. 12, there is usually no cause for waiting for a request in register access, so the command reception signal (SCmdAccept) is asserted for the purpose of eliminating redundant cycles, that is, the target request reception signal is In many cases, it is mounted in a state where it is always enabled. In this case, transfer is established at the timing t1.
ところが、レジスタインタフェースを持つ機能モジュールの電源が落とされた場合(あるいは、クロックゲーティングされた場合)、機能モジュールはレジスタアクセスに応答できないにも関わらず、コマンド受領信号(SCmdAccept)はアサートされたままの状態となってしまう(リテンションフリップフロップ、あるいは、クロックゲーティングにおいては通常のフリップフロップで出力が固定される)。即ち、ターゲットとなる機能モジュールの電源が落ちている時に、リクエスト受付信号が有効になっていると、実際にはリクエストが受け付けられていないにも関わらず、マスタはリクエストが受け付けられたと認識してしまう。この結果、レジスタライト時には所望の設定をしたつもりなのにできていないといった制御上の不整合を引き起こし、レジスタリード時には、リードデータを待ってタイムアウトエラーが発生してしまうという不具合が起こる。 However, if the function module with a register interface is powered down (or clock gated), the command reception signal (SCmdAccept) remains asserted even though the function module cannot respond to register access. (The output is fixed by a retention flip-flop or a normal flip-flop in clock gating). In other words, if the request acceptance signal is valid when the target functional module is powered off, the master recognizes that the request has been accepted even though the request has not actually been accepted. End up. As a result, inconsistency in control is caused such that the desired setting is not made at the time of register write, and a timeout error occurs while waiting for read data at the time of register read.
そこで、本実施形態では、機能モジュール907〜910のコマンド受領信号(SCmdAccept)をアサートした状態に固定されている場合、LTSSMのステートを示すステータス信号915に応じて電源制御部906から出力される信号をアンドゲート911〜914に供給することにより、機能モジュール907〜910から出力されるコマンド受領信号(SCmdAccept)をマスクすることで、電力が供給されていない(あるいは、クロックが供給されていない)電源ドメインへのレジスタライト時の不整合や、レジスタリードアクセス時のリードデータ待ちによるハングアップを起こすことなく、機能モジュールの電源を落とすことができるようにした。即ち、リクエスト受付信号を電源制御信号でマスクすることで、省エネ状態の機能モジュールへのレジスタアクセス時に、制御上の不整合やエラーが発生することを防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, when the command reception signal (SCmdAccept) of the
100・・・CPU、101・・・操作パネル、102・・・スキャナ、103,104,106,200,300,401,402,601・・・ASIC、107・・・PCIeリンク、109〜112,203,204,303,304,404〜406,602,710・・・PCIeインタフェース回路、109a〜112a,203a,204a,303a,304a,404a〜406a,602a・・・コンフィギュレーションレジスタ、201・・・DMAC、202,302・・・割込みコントローラ、301,407・・・タイマ、408・・・レジスタアクセス回路、602b,710a,811a,905a・・・LTSSMレジスタ、603a,603b,609,610・・・アンド回路、702,801,901・・・半導体集積回路、711,812,906・・・電源制御部、712,813,915・・・LTSSMのステータス信号、807・・・CPUコア。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
画像読取部で生成された画像データを転送する画像データ転送デバイスと、
操作部からの画像読取開始の指示に基づいて前記画像データ転送デバイスの前記インタフェースの前記省電力状態に遷移する機能をディセーブルにする手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 As an interface between devices, an image processing apparatus comprising an interface having a function of transitioning to a power saving state when an idle state of a link between the devices continues for a predetermined time,
An image data transfer device for transferring image data generated by the image reading unit;
An image processing apparatus comprising: means for disabling a function of transitioning to the power saving state of the interface of the image data transfer device based on an image reading start instruction from an operation unit.
前記画像データ転送デバイスの転送量をカウントする手段と、
該手段のカウント値が所定値に達したときに前記省電力状態に遷移する機能をイネーブルにする手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
Means for counting the transfer amount of the image data transfer device;
An image processing apparatus comprising: means for enabling a function of transitioning to the power saving state when the count value of the means reaches a predetermined value.
前記画像読取部で読み取られた画像データの前記画像データ転送デバイスに対する入力を検知する手段と、
該手段により所定期間前記画像データの入力が検知されないときに前記省電力状態に遷移する機能をイネーブルにする手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
Means for detecting input of the image data read by the image reading unit to the image data transfer device;
An image processing apparatus comprising: a means for enabling a function of transitioning to the power saving state when the input of the image data is not detected by the means for a predetermined period.
画像読取部で生成された画像データを転送する画像データ転送デバイスと、
前記画像読取部で読み取られた画像データの前記画像データ転送デバイスに対する入力を検知する手段と、
該手段により画像データの入力が検知されたとき、前記画像データ転送デバイスの前記インタフェースの前記省電力状態に遷移する機能をディセーブルにする手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 As an interface between devices, an image processing apparatus comprising an interface having a function of transitioning to a power saving state when an idle state of a link between the devices continues for a predetermined time,
An image data transfer device for transferring image data generated by the image reading unit;
Means for detecting input of the image data read by the image reading unit to the image data transfer device;
An image processing apparatus comprising: means for disabling a function of transitioning to the power saving state of the interface of the image data transfer device when input of image data is detected by the means.
前記検知する手段により所定期間前記画像データの入力が検知されないときに前記省電力状態に遷移する機能をイネーブルにする手段を有することを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 4.
An image processing apparatus comprising: means for enabling a function of transitioning to the power saving state when the input of the image data is not detected for a predetermined period by the detecting means.
前記インタフェースは、前記機能のイネーブル/ディセーブルを設定するためのデータが書き込まれるレジスタを有し、前記イネーブルにする手段又はディセーブルにする手段は、該レジスタにアクセスして前記データを書き込むことを特徴とする画像処理装置。 In the image processing device according to any one of claims 1 to 5,
The interface includes a register to which data for setting enable / disable of the function is written, and the means for enabling or disabling the unit accesses the register to write the data. A featured image processing apparatus.
前記インタフェースはPCI Expressに準拠することを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the interface conforms to PCI Express.
画像読み取り装置に対する画像読取開始の指示を検出する工程と、
該検出に基づいて、前記画像読み取り装置からの画像データを転送する画像データ転送デバイスの前記インタフェースの前記省電力状態に遷移する機能をディセーブルにする工程と
を有することを特徴とする画像処理装置の省電力制御方法。 A power saving control method for an image processing apparatus having an interface having a function of transitioning to a power saving state when an idle state of a link between devices continues for a predetermined time as an interface between devices,
Detecting an image reading start instruction to the image reading device;
And a step of disabling the function of the interface of the image data transfer device for transferring image data from the image reading device based on the detection to transition to the power saving state. Power saving control method .
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