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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Bildverarbeitungsvorrichtungen
wie z.B. Drucker, Kopiergeräte,
Faxgeräte
usw. und insbesondere Bildverarbeitungsvorrichtungen, die in der
Lage sind, effizient auf einen nichtflüchtigen Speicher zuzugreifen,
welcher Wartungs- und Überwachungsinformationen
bezüglich
der Bildverarbeitungsvorrichtungen speichert, und die in der Lage
sind, bei Reduzierung der Belastung auf die Zentraleinheit eine hohe
Leistung zu erreichen.
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In
jüngster
Zeit wurde vorgeschlagen, Funktionen mit hohem Mehrwert in Bildverarbeitungsvorrichtungen
wie z.B. digitalen Kopierern zu realisieren und diese werden schrittweise
darin aufgenommen.
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Zum
Beispiel werden Nutzungsverlaufsdaten wie die Anzahl verwendeter
Blätter
usw. auf einem nichtflüchtigen
Speicher gespeichert, und ein Parameter zur Steuerung eines Bildverarbeitungsprozesses
wird gemäß den Nutzungsverlaufsdaten
so geändert,
dass ein stabiles Bild über
einen längeren Zeitraum
erhalten wird. Ferner werden Verlaufsdaten in Verbindung mit einem
Geräteproblem
wie z. B. Papierstau, Eigentestfehler usw. ebenso in dem nichtflüchtigen
Speicher gespeichert, und anschließend wird die Software-Pflege
gemäß den Verlaufsdaten
in geeigneter Weise durchgeführt.
Weiterhin werden auch Daten, die eine einzige Betriebsprozedur anzeigen,
in dem nichtflüchtigen
Speicher für
einen Benutzer bzw. für
eine objektive Aufgabe gespeichert, so dass eine Betriebsbedingung
eingestellt und angepasst werden kann. Auf diese Weise werden die oben
genannten Nutzungsinformationen als äußerst wichtige Informationen
zum Beispiel in einen digitalen Kopierer einbezogen, um so die Gebrauchstauglichkeit
bei Durchführung
eines Wartungsvorgangs und Überwachung
der Bilderzeugungsvorrichtung zu verbessern. Dementsprechend sollten
Probleme wie ein Datenabsturz, der die Nutzungsinformationen beeinträchtigen
könnte,
nicht auftreten.
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Für einen
derartigen nichtflüchtigen
Speicher wird häufig
ein NVRAM (nichtflüchiger
Speicher mit wahlfreiem Zugriff) bzw. ein EEPROM (elektrisch löschbarer,
programmierbarer Festwertspeicher) verwendet.
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Der
NVRAM ist im Allgemeinen kleiner und kompakter sowie kostengünstiger
als ein Magnetspeicher wie z. B. ein Festplattenspeicher. Im Allgemeinen
bietet er den Vorteil, dass der Einsatz einer Backup-Stromversorgung
im Vergleich zu einem DRAM (dynamischer RAM) und einem SRAM (statischer
RAM) nicht notwendig ist. Der NVRAM umfasst eine Speicherzelle bestehend
aus einem Zellenpaar von SRAM und EEPROM und Funktionen, um Daten aus
dem SRAM auf dem EEPROM zu speichern. Der NVRAM ruft Daten des EEPROM
an den SRAM ab. Der NVRAM braucht sich keine Gedanken über die Lebensdauer
des EEPROM zu machen. Allerdings ändern sich die Eigenschaften
von NVRAMs sehr selten und manchmal sind NVRAMs im Vergleich zu EEPROMs
teuer. Im Gegensatz dazu können
die Eigenschaften von EEPROMs sehr unterschiedlich sein und EEPROMs
sind kostengünstiger.
Im Allgemeinen jedoch hat ein Speicher wie der EEPROM eine Lebensdauer,
die gewöhnlich
der Anzahl der Rewrite-Operationen (z. B. von ein paar Tausend bis zu
ein paar Hundertausend Rewrite-Operationen) entspricht. Wird bei
jedem Zugriff auf die Zentraleinheit eine Rewrite-Operation durchgeführt, so
liegt die erwartete Produkt-Lebensdauer einer Bilderzeugungsvorrichtung
wahrscheinlich unter der Lebensdauer des EEPROM.
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Folglich
ist ein zuverlässiger
Betrieb der Bilderzeugungsvorrichtung nicht gewährleistet. Unter Berücksichtigung
dieser Sachlage wurde ein Zugriffssystem vorgeschlagen. Zum Beispiel
wird ein Arbeitsbereich in einem Abschnitt eines Speichers, z.B. SRAM,
DRAM usw. geschaffen, und Inhalte (Daten) auf dem EEPROM werden
in den Arbeitsbereich gespeichert, sobald die Bilderzeugungsvorrichtung
mit elektrischem Strom versorgt wird. Typische Bezugs- und Aktualisierungsoperationen
bezüglich
des Arbeitsbereiches werden durchgeführt, und der Inhalt des EEPROM
wird durch den Inhalt des Arbeitsbereiches periodisch aktualisiert.
Dabei kann ein Wert, der dadurch gewonnen wird, dass die Lebensdauer
(z.B. 5 bis 10 Jahre) des digitalen Kopierers durch eine erreichbare
Anzahl von Zugriffen auf den EEPROM dividiert wird, als die Anzahl
Aktualierungsvorgänge
für den
EEPROM eingestellt werden.
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12 zeigt
ein Beispiel eines Programmabschnitts, welcher gemäß der herkömmlichen
Zugriffsart arbeitet. Ein Hauptprogrammabschnitt 21 eines
digitalen Kopierers wird von einer Zentraleinheit 211 gesteuert
und umfasst einen ROM 212, einen Arbeitsspeicher 213,
einen Zeitgeber 214 bzw. einen nichtflüchtigen Speicher 215,
die jeweils über
eine CPU-Busleitung
miteinander verbunden sind. Die Zentraleinheit 211 des
Hauptprogrammabschnitts 21 führt eine Reihe von Steuerfunktionen
gemäß dem in dem
ROM 212 gespeicherten Steuerprogramm durch, nachdem der
elektrische Strom zugeschaltet ist (AN).
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Der
Arbeitsspeicher 213 wird als Arbeitsbereich verwendet und
der nichtflüchtige
Speicher 215 wird verwendet, um eine Reihe von wichtigen
Informationen so zu speichern, dass sie zusammen mit den oben beschriebenen
Nutzungsinformationen erhalten bleiben. Der Zeitgeber 214 ist
dabei vorgesehen, um ein Taktsignal zur periodischen Aktualisierung
des nichtflüchtigen
Speichers 215 zu erzeugen.
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13 zeigt
einen herkömmlichen
Operationssteuerungsablauf für
Lese- und Schreibdaten aus und in einen nichtflüchtigen Speicher in dem System gemäß 12.
Gemäß 13 wird
zuerst der Strom eingeschaltet und gleichzeitig Daten des nichtflüchtigen
Speichers 215 in den Arbeitsspeicher 213 (S62) kopiert.
Anschließend
werden Bezugs- und Aktualisierungsoperationen bezüglich des
Arbeitsspeichers 213 durchgeführt (im Ablaufdiagramm nicht
dargestellt), so dass darin gespeicherte Nutzungsinformationen geändert werden
gemäß einer Änderung
der Nutzungsinformationen bei Betrieb einer Bilderzeugungsvorrichtung.
Es erfolgt jedoch kein Zugriff auf den nichtflüchtigen Speicher 215.
Anschließend
legt der Zeitgeber 214 einen voreingestellten Schreibzyklus
(S63) fest, und Daten des Arbeitsspeichers 213 werden auf
den nichtflüchtigen
Speicher 215 bei jedem Timeout (S64) kopiert. Dann wird
der Zeitgeber 214 neu eingestellt (S65) und der Ablauf
ist beendet. Ein derartiger Schreibzyklus des Zeitgebers 214 wird im
Allgemeinen wahlweise eingestellt. Wird der Schreibzyklus vorzugsweise
mit Rücksicht
auf die Lebensdauer bezüglich
Wiederbeschreibbarkeit des nichtflüchtigen Speichers 215 eingestellt,
so kann damit die Lebensdauer der Produkt-Lebensdauer der Bilderzeugungsvorrichtung
entsprechen. 14 zeigt eine Nutzungsbedingung
eines solchen herkömmlichen
Systems, welche in dem nichtflüchtigen Speicher
gespeicherte Informationen in einem durch den Zeitgeber eingestellten
Zyklus aktualisiert. Wie in 14 dargestellt,
besetzt ein Aktualisierungszeitraum von 10 Millisekunden zur Aktualisierung
des nichtflüchtigen
Speichers 215 die CPU-Busleitung periodisch
während
eines Timeout-Zyklus von 80 Millisekunden, und eine Aufgabe A (50
ms) dreimal und eine Aufgabe B (30 ms) zweimal auszuführen dauert dementsprechend
insgesamt 240 ms.
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Ebenso
wie das Steuerungssystem gemäß 12 wird,
wenn der Arbeitsspeicher 213 und der nichtflüchtige Speicher
(EEPROM) 215 mit derselben CPU-Busleitung verbunden sind,
die CPU-Busleitung durch eine derartige Aktualisierungsoperation
für den nichtflüchtigen
Speicher 215, wie in 14 dargestellt,
besetzt. Ist die in den nichtflüchtigen
Speicher 215 zu übertragende
Informationsmenge gering, gibt es somit fast kein Problem. Aufgrund
der jüngsten Entwicklung
in Richtung der bereits genannten Höchstleistung wird die in dem
nichtflüchtigen
Speicher 215 zu haltende Informationsmenge jedoch immer
größer. Daher
dauert die Aktualisierung des nichtflüchtigen Speichers 215 heutzutage
eine bestimmte Zeit und dies führt
möglicherweise
zu einer Reduzierung der Leistung des gesamten Systems der Bilderzeugungsvorrichtung.
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EP 0 946 046 A1 ,
der der Oberbegriff von Anspruch 1 zugrunde liegt, offenbart eine
Bildverarbeitungsvorrichtung und ein Steuerverfahren zur Reduzierung
des Datenverkehrs auf dem Kommunikationsmedium davon und einer Bürde eines
Schnittstellenprozesses davon. Die Bildverarbeitungsvorrichtung
umfasst einen Bildspeicher zum Speichern von Bilddaten, z. B. von
einem Originaldokument gescannte Bilddaten, einen Arbeitsspeicher
zum Speichern von Programmcodes, die von einer Zentraleinheit der
Bilderzeugungsvorrichtung auszuführen
sind und einen nichtflüchtigen
Speicher zum Speichern des von der Zentraleinheit auszuführenden
Programms, Ausgangswerte der Daten bezüglich der Durchführung des
Programms, Daten, die auch dann notwendigerweise gespeichert werden
sollen, wenn die Stromversorgung der Bilderzeugungsvorrichtung und ähnliches
abgeschaltet wird.
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Der
nichtflüchtige
Speicher ist jedoch direkt mit einer CPU-Busleitung verbunden, welche
die Zentraleinheit mit den anderen Speichereinheiten der Vorrichtung
verbindet. Damit greift die Zentraleinheit direkt auf den nichtflüchtigen
Speicher zu. Daher ist es schwierig, die Lebensdauer der Bilderzeugungsvorrichtung
zuverlässig
an die Lebensdauer des nicht-flüchtigen
Speichers anzupassen. Außerdem ist
es schwierig, den Dateninhalt des nicht-flüchtigen Speichers
bei verringerter Datenverkehrsmenge auf der CPU-Busleitung zu aktualisieren.
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf einfache Art
und Weise eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren
bei gleichzeitig höherer
Lebensdauer und niedrigerem Datenverkehr zu schaffen. Die oben genannten
Aufgaben werden mittels der Bilderzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 und mittels eines Bilderzeugungsverfahrens
gemäß Patentanspruch
11 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung einen flüchtigen
Speicher, der so konfiguriert ist, dass er Nutzungsinformationen
der Bilderzeugungsvorrichtung vorübergehend speichert, und einen
nichtflüchtigen
Speicher, der so konfiguriert ist, dass er Nutzungsinformationen
endgültig
bzw. permanent speichert. Eine integrierte Schaltung mit einer Zugriffssteuervorrichtung und
dem flüchtigen
Speicher ist zwischen der CPU-Busleitung und dem nichtflüchtigen
Speicher vorgesehen, um die Zentraleinheit an einem direktem Zugriff
auf den nichtflüchtigen
Speicher zu hindern, wobei die Zugriffssteuervorrichtung so konfiguriert ist,
dass sie zumindest auf eine Adresse, Daten und eine Reihe von Steuersignalen
zugreift und sie als Privatnutzungssignale, die sich von Ausgabedaten der
Zentraleinheit unterscheiden, an den nichtflüchtigen Speicher ausgibt. Die
Zugriffssteuervorrichtung kann die in dem nichtflüchtigen
Speicher gespeicherten Nutzungsinformationen in den flüchtigen
Speicher kopieren und den nichtflüchtigen Speicher mit neu in
dem flüchtigen
Speicher gespeicherten Informationen aktualisieren.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann eine Aktualisierungsvorrichtung geschaffen sein, um zu einem
festgelegten Zeitpunkt in dem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte
Nutzungsinformationen periodisch zu aktualisieren.
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In
wieder einer weiteren Ausführungsform kann
eine Zugriffszyklus-Änderungsvorrichtung
geschaffen sein, um eine Anzahl Zyklen, in der ein Zugriff auf den
nichtflüchtigen
Speicher durchgeführt wird,
je nach Einstellung zu ändern.
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In
wieder einer weiteren Ausführungsform kann
eine Umschaltvorrichtung geschaffen sein, um eine Zugriffsart für den Zugriff
auf den nichtflüchtigen Speicher
von einem normalen Lese- oder Schreibbetrieb in einen Burst-Lese-
oder Burst-Schreibbetrieb oder umgekehrt umzuschalten.
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In
wieder einer weiteren Ausführungsform
ist die Zugriffssteuervorrichtung in einen IC integriert und die
Zugriffszyklus-Änderungsvorrichtung
oder die Zugriffsart-Umschaltvorrichtung
ist in den IC integriert.
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In
wieder einer weiteren Ausführungsform enthält der flüchtige Speicher
einen SRAM bzw. einen DRAM, der in den IC integriert ist.
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In
wieder einer weiteren Ausführungsform enthält der nichtflüchtige Speicher
einen EEPROM oder einen Speicher aus ferroelektrischer Substanz.
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Ein
besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung und vieler der damit einhergehenden Vorteile
lässt sich
ohne weiteres unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung
in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen erzielen. In diesen
zeigen:
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1 ein
schematisches Diagramm zur Darstellung eines digitalen Kopierers
als Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 ein
Diagramm zur Darstellung der Hardware des Hauptprogrammabschnitts
der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß 1;
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3 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung eines beispielhaften Datenaktualisierungsprozesses, der
bezüglich
eines nichtflüchtigen
Speichers der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß 2 durchgeführt wird;
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4 ein
Diagramm zur beispielhaften Darstellung einer Nutzungsbedingung
einer CPU-Busleitung der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß 2;
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5 ein
Diagramm zur Darstellung von Einzelheiten eines Hauptprogrammabschnitts
gemäß 2;
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6 ein
Zeitdiagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem Steuersignal
und verschiedenen Datenoperationen, wenn 3 Zugriffszyklen eingestellt
sind;
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7 ebenso
ein Zeitdiagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem
Steuersignal und Daten, wenn 4 Zugriffszyklen eingestellt sind;
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8 ein
Diagramm zur Darstellung einer Änderung
des Hauptprogrammabschnitts gemäß 2;
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9 ein
Zeitdiagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem Steuersignal
und verschiedenen Datenoperationen, wenn als Zugriffsart der Burst-Lesebetrieb
ausgewählt
ist;
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10 ebenso
ein Zeitdiagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem
Steuersignal und verschiedenen Datenoperationen, wenn als Zugriffsart
der normale Lesebetrieb ausgewählt
ist;
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11 ein
Diagramm zur Darstellung einer weiteren Änderung des Hauptprogrammabschnitts gemäß 2;
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12 ein
Diagramm zur Darstellung einer beispielhaften Konfiguration eines
Hauptprogrammabschnitts eines auf herkömmliche Weise betriebenen,
digitalen Kopierers;
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13 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung einer herkömmlichen Steueroperation, die
für den gemäß 12 dargestellten,
nichtflüchtigen
Speicher durchgeführt
wird; und
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14 ein
Diagramm zur Darstellung einer herkömmlichen Nutzungsbedingung
einer CPU-Busleitung.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen identische bzw. entsprechende
Teile in den verschiedenen Ansichten durch gleiche Bezugsziffern
und Bezugszeichen dargestellt sind, werden bevorzugte Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Besonders in 1 ist ein
digitaler Kopierer als bevorzugte Ausführungsform einer Bilderzeugungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Der digitale Kopierer 11 kann einen
Lese-Programmabschnitt 111 zum Lesen eines Originaldokuments 12,
einen Operationsabschnitt 112 in der Funktion als Benutzer-Interface
sowie ein Netzteil 116 umfassen.
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Der
digitale Kopierer 11 kann weiterhin einen Hauptprogrammabschnitt 113 zum
Steuern des gesamten Lese-Programmabschnitts 111, des Operationsabschnitts 112 und
des Netzteils 116 sowie Prozess-Lese-Bilddaten enthalten.
Ein Schreib-Programmabschnitt 114 zum Empfangen von Bilddaten aus
dem Hauptprogrammabschnitt 113 sowie ein elektrophotographischer
Prozessabschnitt 115 zur Herstellung z.B. von einem Bild
und einer Kopie gemäß einer
Ausgabe aus dem Schreib-Programmabschnitt 114 können vorgesehen
sein.
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Im
Folgenden wird eine Operation der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß 1 unter
Bezugnahme auf einen beispielhaften Bilddatenablauf kurz beschrieben.
Zu Beginn können
Daten von dem Lese-Programmabschnitt 111 gelesen werden
und sie können
eine zusätzliche
Verarbeitung wie Analog-Digital-Umwandlung, Korrektur usw. erfahren.
Die Bilddaten können
außerdem
eine Bildverarbeitung aus einem (nicht dargestellten) Bildverarbeitungsbereich erfahren,
der zur Umwandlung in Bilderzeugungs-Nutzungsdaten in dem Hauptprogrammabschnitt
vorgesehen ist, und anschließend
werden sie dann an den Schreib-Programmabschnitt 114 übermittelt.
Der Schreib-Programmabschnitt 114 kann anhand der von dem
Bildverarbeitungsabschnitt übermittelten
Bilddaten eine (nicht dargestellte) Laserdiode zum optischen Schreiben
steuern. Der Schreib-Programmabschnitt 114 kann ein elektrostatisches,
latentes Bild auf einem in dem elektrophotografischen Verarbeitungsabschnitt 115 vorgesehenen
Fotoleiter erzeugen, unter Verwendung eines von der Laserdiode ausgesendeten
Laserstrahls. Anschließend
kann ein bekannter elektrophotografischer Vorgang zur Erzeugung
einer Kopie 13 durchgeführt
werden.
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2 zeigt
die Haupt-Hardwarekomponenten des Hauptprogrammabschnitts der 1.
Wie aus 2 ersichtlich, kann der Hauptprogrammabschnitt 51 einen
von einer Zentraleinheit 511 gesteuerten ASIC (anwendungsspezifischen
Schaltkreis), einen ROM 512, einen Arbeitsspeicher 513 sowie
einen Zeitgeber 514, die alle über eine CPU-Busleitung mit
der Zentraleinheit 511 verbunden sind, enthalten. Dabei
kann die Zentraleinheit 511 be trieben werden, um den Lese-Programmabschnitt 111,
den Operationsabschnitt 112 und das Netzteil 116 gemäß einem
in dem ROM 512 gespeicherten Steuerprogramm zu steuern.
Die Zentraleinheit 511 kann auch betrieben werden, um die gesamte
Bilderzeugungsvorrichtung zu steuern. Daten und Informationen wie
z. B. das zum Betreiben der Zentraleinheit 511 verwendete
Steuerprogramm können
im ROM 512 gespeichert werden. Die für einen Steuervorgang notwendigen
Informationen bzw. die während
der Bilderzeugung als Verlaufsdaten (Karrieredaten) erzeugten Informationen
(z. B. Informationen über
die Anzahl erzeugter Kopien) oder ähnliches können auch in dem nichtflüchtigen
Speicher 515 gespeichert werden. Herkömmlicherweise ist ein Nutzungsinformationen
speichernder, nichtflüchtiger
Speicher, welcher sich gemäß der Nutzungsbedingung ändert, direkt
mit einer Zentraleinheit über
eine CPU-Busleitung in einer einem ROM bzw. einem Arbeitsspeicher ähnlichen
Art und Weise verbunden. Weiterhin wird auf einen derartigen nichtflüchtigen
Speicher zugegriffen, um so die Nutzungsinformationen bei direkter
Steuerung der Zentraleinheit zu aktualisieren. Wie bereits erwähnt, wird
herkömmlicherweise
die Leistung entsprechend reduziert. Es kann dann eine bestimmte
Vorrichtung vorgesehen sein, um so die Zeit, in der die Zentraleinheit 511 ansteuert,
zu reduzieren, um so Nutzungsinformationen des nichtflüchtigen
Speichers soweit wie möglich
zu aktualisieren und die Bürde
bzw. Rechenbelastung der Zentraleinheit 511 zu verringern.
Dabei wird die Leistung des gesamten Systems nicht beeinträchtigt.
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Insbesondere
kann der ASIC 516 die Zentraleinheit 511 abschalten,
um direkt auf den in 2 dargestellten, nichtflüchtigen
Speicher zuzugreifen. Der nichtflüchtige Speicher 515 kann
dabei in die Lage versetzt werden, ein Privatnutzungs-Steuersignal
mit einer (nicht dargestellten) in dem ASIC 516 vorgesehenen
Zugriffssteuervorrichtung zu kommunizieren, und er wird über den
ASIC 516 von der Zentraleinheit 511 gesteuert.
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Im
Folgenden wird eine von der Zentraleinheit 511 durchgeführte Steueroperation
kurz beschrieben. Nachdem elektrischer Strom zuführt worden ist, kann die Zentraleinheit 511 eine
Reihe von Steueroperationen gemäß einem
im ROM 512 gespeicherten Steuerprogramm durchführen. Der
Arbeitsspeicher 513 kann dann als Arbeitsbereich für die Zentraleinheit 511 funktionieren.
Durch Verbinden des nichtflüchtigen
Speichers 515 mit der Zentraleinheit 511 mit Hilfe
eines durch den ASIC 516 erzeugten Privatnutzungssteuersig nals
des nichtflüchtigen Speichers,
kann nicht synchron mit einem Steuersignal der Zentraleinheit 511 auf
den nichtflüchtigen Speicher 515 zugegriffen
werden. Ferner kann der Datenspeicher 517 das Privatnutzungssteuersignals des
nichtflüchtigen
Speichers empfangen. Dementsprechend kann ein Kopiervorgang (sofern
der Strom an ist) und ein periodisches Aktualisieren des nichtflüchtigen
Speichers 515 zwischen dem nichtflüchtigen Speicher 515 und
dem Datenspeicher 517 durchgeführt werden. Somit können diese
Operationen nicht direkt auf den nichtflüchtigen Speicher durchgeführt werden,
sondern stattdessen über
Vermittlung. Außerdem
lässt sich
der Zyklus zur Aktualisierung des nichtflüchtigen Speichers 515 durch
den Zeitgeber 514 so einstellen, dass ein Aktualisierungsvorgang
jedes Mal nach Ablauf einer vorher festgelegen Zeit wiederholt wird.
Ferner kann ein Zeitgeber 514 in dem ASIC integriert sein.
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3 zeigt
einen beispielhaften Steuerablauf eines hinsichtlich des nichtflüchtigen
Speichers 515 gemäß 2 durchgeführten Datenaktualisierungsprozesses.
Als erstes kann elektrischer Strom zugeführt werden (S31). Dann kann
die Zentraleinheit 511 einen Wiederherbeiruf-Befehl ausgeben
und die ASIC 516 in die Lage versetzen, Daten des nichtflüchtigen
Speichers 515 in den Datenspeicher 517 des ASIC 516 (S32)
zu kopieren. Der ASIC 516 kann den Wiederherbeiruf-Befehl
erhalten und ausführen, d.
h. die Daten des nichtflüchtigen
Speichers 515 in den Datenspeicher 517 (S33) kopieren
und die Zentraleinheit 511 von der Beendigung des Kopiervorgangs
informieren. Danach können
normal durchgeführte
(nicht dargestellte) Bezugs- und Aktualisierungsoperationen hinsichtlich
einer Reihe von Nutzungsinformationen, die auf Grund einer Operation des
von der Zentraleinheit 511 gesteuerten, digitalen Kopierers 11 durchgeführt werden,
zum Datenspeicher 517 weitergeleitet werden. Insbesonders
können
die normal durchgeführten
Bezugs- und Aktualisierungsoperationen nicht direkt an den nichtflüchtigen
Speicher 515 weitergeleitet werden.
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Außerdem können jedes
Mal, wenn der Zeitgeber 514 ein Timeout-Signal erzeugt,
die Daten des Datenspeichers 517 in den nichtflüchtigen
Speicher 515 kopiert werden. Zur Durchführung eines derartigen Kopiervorgangs
kann eine Timeout-Zeit am Zeitgeber wahlweise eingestellt werden,
um so das Timeout-Signal zu erzeugen. Wird ein solches Timeout-Signal
angesichts der Lebensdauer des nichtflüchtigen Speichers 515 bezüglich der
Wiederbeschreibbarkeit eingestellt, so kann die Lebensdauer des
nichtflüchtigen
Speichers 515 im Wesentlichen die Produkt-Lebensdauer erreichen.
In dem gemäß 3 dargestellten
Beispiel kann die Zentraleinheit 511 zu Beginn einen Befehl
ausgeben, wodurch angeordnet wird, dass Daten des Datenspeichers 517 in
den nichtflüchtigen
Speicher 517 kopiert werden.
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Anschließend kann
die Zentraleinheit 511 das Timeout des Zeitgebers 514 (S34) überprüfen und
einen Speicherbefehl an den ASIC 516 ausgeben, wobei angeordnet
wird, dass Daten des Datenspeichers 517 in den nichtflüchtigen
Speicher 515 kopiert werden sollten, falls das Timeout
bestätigt
wird (S35). Der ASIC 516 kann den Speicherbefehl empfangen
und ausführen
und die Daten des Datenspeichers 517 in den nichtflüchtigen
Speicher 515 (S36) kopieren sowie die Zentraleinheit 511 von
der Beendigung davon informieren. Die Zentraleinheit 511 kann
die Beendigungsinformationen erhalten und den Schreib-Zeitgeber 514 erneut
einstellen, um so das nächste
Timeout einzustellen (S37). Anschließend kann der Ablauf beendet
sein.
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Auf
diese Weise lassen sich das Kopieren des nichtflüchtigen Speichers 515 bei
Stromversorgung und das periodische Kopieren in den nichtflüchtigen
Speicher 515 asynchron mit einem zwischen dem nichtflüchtigen
Speicher 515 und dem ASIC 516 ausgetauschten Steuersignal
der Zentraleinheit 511 durchführen. Folglich wird die Leistung
der Zentraleinheit 511 nicht verringert. 4 zeigt
eine derartige Nutzungsbedingung der CPU-Busleitung, wobei die Aktualisierung
unabhängig
von der Operation der Zentraleinheit 511 stattfindet. Da
eine Aktualisierung des nichtflüchtigen
Speichers 515 für
10 ms die CPU-Busleitung
nicht belegt, lassen sich dreimal die Aufgabe A mit jeweils 50 ms
und zweimal die Aufgabe B mit jeweils 30 Millisekunden innerhalb
von 210 ms ausführen.
Dabei kann es realisiert werden, dass sich die gleichen Aufgaben 30 Millisekunden
früher als
in dem herkömmlichen
Beispiel gemäß 14 beenden
lassen.
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Weiterhin
kann ein SRAM als ein im ASIC 516 integrierter Datenspeicher 517 eingesetzt
werden, um so die Konfiguration einer Steuerschaltung zu vereinfachen,
da diese nicht gesteuert werden muss. Insbesonders sind ein Auffrischen
und Verdrahten an eine externe Vorrichtung aufgrund des Einbaus
im ASIC 516 nicht notwendig.
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Ein
DRAM kann auch als Datenspeicher 517 verwendet werden.
Da der DRAM im Vergleich zum SRAM über eine höhere Speicherkapazität auf einer im
wesentlichen gleichen Zellenfläche
verfügt,
kann der DRAM ohne weiteres einen nichtflüchtigen Speicher mit hoher
Kapazität
handhaben. Da aufgrund des Einbaus in dem ASIC 516 eine
Verdrahtung an externe Geräte
nicht notwendig ist, kann ferner die Konfiguration eines Steuerschaltkreises
vereinfacht werden.
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Eine
beispielhafte Zugriffssteuervorrichtung und eine Zugriffszyklus-Änderungsvorrichtung, die in dem
ASIC 516 eingebaut bzw. integriert sind, sind nachfolgend
als weitere Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Ziel dieser Ausführungsform
ist die einfache Handhabung verschiedener Arten von nichtflüchtigen
Speichern mit unterschiedlichen Zugriffsgeschwindigkeiten durch
die veränderbare
Einstellung des Zugriffszyklus auf den nichtflüchtigen Speicher. 5 zeigt
noch eine weitere Modifizierung des Hauptprogrammbereichs gemäß 2.
Wie aus 5 ersichtlich, kann der ASIC 516 einen
Steuersignalerzeugungsabschnitt 519, der als Zugriffssteuervorrichtung
dient und auf den nichtflüchtigen
Speicher 515 zugreift sowie einen Zugriffszyklus-Änderungsabschnitt 518 beinhalten
und mit einer Zentraleinheit 511 über eine CPU-Busleitung verbinden.
Der Steuersignalerzeugungsabschnitt 519 kann eine Adresse,
Daten, Chip-Auswahl sowie Lese- und Schreibsignale als an den nichtflüchtigen Speicher 515 übermittelte
Privatnutzungs-Steuersignale enthalten.
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Der
Steuersignalerzeugungsabschnitt 519 kann den Datenspeicher 517 so
steuern, dass Daten in und aus dem nichtflüchtigen Speicher 515 übermittelt
und empfangen werden. Außerdem
kann der Zugriffszyklus-Änderungsabschnitt 518 in
die Lage versetzt werden, einen Zugriffszyklus auf den nichtflüchtigen
Speicher 515 abhängig
von einem Befehl von der Zentraleinheit 511 wahlweise zu ändern.
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6 und 7 zeigen
Zeitdiagramme zur Darstellung von Steuersignalen und verschiedenen Datenoperationen,
die durchgeführt
werden, wenn der Zugriffszyklus-Änderungsabschnitt 518 einen
Zugriffszyklus ändert.
Der Steuersignalerzeugungsabschnitt 519 kann einen wie
in den entsprechenden Zeichnungen dargestellten Bezugstakt erzeugen. 6 zeigt
einen Fall, bei dem ein Zugriff auf den nichtflüchtigen Speicher 515 in
drei Zyklen von Bezugstakten stattfindet, d. h. der Steuersignalerzeugungsabschnitt 519 erzeugt
jeweils Steuersignale, so dass der Zugriff während eines drei Zyklen entsprechenden
Zeitraums durchgeführt
wird. 6 zeigt eine Beziehung zwischen der Zeiterzeugung
eines Steuersignals und einer Zugriffszeit für den Zugriff auf eine Vorrichtung,
wenn sowohl der Lesevorgang als auch der Schreibvorgang ausgeführt wird. 7 zeigt
einen Fall, bei dem ein Zugriffszyklus über vier Zyklen geht. Wie aus
einem Vergleich der 6 mit 7 hervorgeht,
können
Lesezugriffszeit, Adressenzugriffszeit, Schreibvorbereitungszeit
und Adressenvorbereitungszeit, welche erforderlich sind, wenn Lesen
und Schreiben über
vier Zyklen stattfindet, jeweils länger als im Falle von drei
Zyklen sein. Auf diese Weise kann eine Zugriffszeit gemäß einer
Anzahl Zugriffszyklen eingestellt werden. Dementsprechend lässt sich
ein Speicher mit einer niedrigeren Zugriffszeit handhaben.
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Noch
eine weitere Ausführungsform
wird nachfolgend unter Hinweis auf mehrere Zeichnungen beschrieben.
Wird ein Hochgeschwindigkeitszugriff auf einen nichtflüchtigen
Speicher beabsichtigt, wird der Burst-Lesebetrieb und der Burst-Schreibbetrieb bevorzugt.
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Ein
solcher Burst-Lesebetrieb und Burst-Schreibbetrieb kann den ASIC
(anwendungsspezifischer Schaltkreis) in die Lage versetzen, Daten
nacheinander aus einer Vielzahl und in eine Vielzahl von Adressen
des nichtflüchtigen
Speichers zu lesen und zu schreiben. Es gibt jedoch eine Vorrichtung,
welche nicht in der Lage ist, einen derartigen Zugriff durchzuführen. Außerdem gibt
es manchmal den Fall, dass beim Entwurf eines Systems aufgrund der
Spezifikation bzw. aus Kostengründen
oder ähnlichem
eine Modifizierung zwingend notwendig wird. Dann kann es bei dieser
Ausführungsform
vorgeschlagen sein, verschiedene Arten von nichtflüchtigen
Speichern, die unterschiedlich arbeiten, auf einfache Weise zu handhaben,
indem vorzugsweise entweder der Normalschreib- und Normallesebetrieb oder
der Burst-Schreibbetrieb und Burst-Lesebetrieb ausgewählt wird,
sobald ein Zugriff auf einen nichtflüchtigen Speicher gemäß einem
veränderbar
eingestellten Zyklus stattfindet. 8 zeigt
kurz einen Hauptprogrammabschnitt dieser Ausführungsform. Der ASIC 516 kann
einen Steuersignalerzeugungsabschnitt 519, der als Zugriffssteuervorrichtung
dient und auf einen nichtflüchtigen
Speicher 515 zugreift sowie einen Vorlade-Zyklusänderungsabschnitt 520 beinhalten
und mit einer Zentraleinheit 511 über eine CPU- Busleitung. Der Steuersignalerzeugungsabschnitt 519 kann
eine Adresse, Daten, Chip-Auswahl sowie
Lese- und Schreibsignale als Privatnutzungs-Steuersignale enthalten,
um so die zwischen dem Datenspeicher 517 und dem nichtflüchtigen Speicher 515 durchgeführte Datenübertragung
zu steuern. Wird als Zugriffsart für den nichtflüchtigen Speicher 515 der
normale Lesevorgang ausgewählt, und
ist dementsprechend ein Vorladevorgang durchzuführen, so kann ein Vorlade-Zyklusänderungsabschnitt 520,
der in der Lage ist, das Einfügen
eines Vorladezyklus wahlweise auszuwählen, einen Vorladezyklus auswählen. Eine
derartige Auswahl kann anhand eines Befehls von der Zentraleinheit 522 durchgeführt werden.
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9 und 10 zeigen
Zeitdiagramme zur Darstellung von Operationen, die durchgeführt werden,
wenn der Vorladezyklus eingefügt
bzw. ausgelassen wird, und der Burst-Lesebetrieb bzw. Normal-Lesebetrieb
durch den Vorlade-Zyklusänderungsabschnitt 520 eingestellt
wird. Ein in diesen Zeichnungen dargestellter Bezugstakt kann mittels des
Steuersignalerzeugungs-abschnitts 519 gemäß 8 erzeugt
werden. 9 zeigt einen Zugriffszyklus,
wenn ein Burst-Lesebetrieb aus einem nichtflüchtigen Speicher durchgeführt wird.
Da der Vorladeprozess nicht eingefügt ist, können Daten aus verschiedenen
Adressen mit hoher Geschwindigkeit nur durch Ändern einer Adresse bei gleichzeitiger
Aktivierung eines Chip-Select-Signals ausgelesen werden. 10 zeigt
einen weiteren Zugriffszyklus, wenn ein normaler Lesebetrieb durchgeführt wird. Wie
aus 10 ersichtlich, kann ein Vorladezeitraum (PC)
erforderlich sein und der normale Lesevorgang wird in festgelegten
Zyklen durchgeführt,
bei denen ein Zyklus eines Vorladezeitraums zu drei Zyklen eines
Zugriffszeitraums addiert wird. Folglich kann sich das Lesen der
Daten um den Vorladezeitraum verzögern.
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Wird
der oben beschriebene Zugriff unabhängig von der Art des nichtflüchtigen
Speichers erzielt, so sollte eine Vorrichtung, welche in der Lage ist,
die Zugriffsgeschwindigkeit und Zugriffsart selektiv zu bestimmen,
notwendig werden. 11 zeigt kurz einen Hauptprogrammabschnitt
dieses Beispiels. Wie aus 11 hervorgeht,
kann der ASIC 516 einen Steuersignalerzeugungsabschnitt 519,
der als eine Zugriffssteuervorrichtung dient und auf den nichtflüchtigen
Speicher 515 zugreift, weiterhin einen Zugriffszyklus-Änderungsabschnitt 518 sowie
einen Vorladezyklus-Änderungsabschnitt 520 beinhalten und
mit einer Zentraleinheit 511 über eine CPU-Busleitung verbinden.
Der Steuersignalerzeugungsabschnitt 519 wiederum erzeugt
eine Adresse, Daten, Chip-Select sowie Lese- und Schreibsignale als an den nichtflüchtigen
Speicher 515 übertragene
Privatnutzungssignale. Auf diese Weise kann der Steuersignalerzeugungsabschnitt 519 die
zwischen dem Datenspeicher 517 und dem nichtflüchtigen
Speicher 515 durchgeführte
Datenübertragung
steuern. Der Steuersignalerzeugungsabschnitt 519, der Zugriffszyklus-Änderungsabschnitt 518 und
der Vorladezyklus-Änderungsabschnitt 520 können alle
in ähnlicher, wie
bereits oben beschriebener Weise funktionieren. Weiterhin kann die
oben genannte Auswahlvorrichtung in einen integrierten Schaltkreis
integriert und betrieben werden, wobei deren Umfang bzw. Anzahl der
Bauteile auf ein Minimum reduziert ist.
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Weiterhin
kann ein EEPROM in mindestens einem Bereich des nichtflüchtigen
Speichers verwendet werden. Dies liegt daran, dass der EEPROM wegen
seiner großen
Variationsbreite und Kostengünstigkeit
auf vielfältige
Art und Weise eingesetzt werden kann. Weiterhin kann auch ein Speicher
aus ferroelektrischer Substanz auf ähnliche Weise verwendet werden.
Dies liegt daran, dass der Speicher aus ferroelektrischer Substanz
eine höhere
Lebensdauer bezüglich
Wiederbeschreibbarkeit und eine höhere Kapazität als der
EEPROM hat. Aufgrund dieser Eigenschaften kann die Wahrscheinlichkeit
von Datenaktualisierungsfehlern, deren Auftreten sich im Allgemeinen
im Verhältnis
zur Häufigkeit
der Stromabschaltung und Unfällen
bzw. Unterbrechungen erhöht,
gesenkt werden.
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Die
in der vorliegenden Erfindung dargelegten Mechanismen und Prozesse
können
durchgeführt
werden, indem einer oder mehrere herkömmliche Universalmikroprozessoren
und/oder Signalprozessoren, welche gemäß den Lehren in der vorliegenden
Beschreibung programmiert werden, verwendet werden, wie dies auch
vom jeweiligen Fachmann anerkannt wird. Eine geeignete Softwarekodierung
lässt sich
ohne weiteres von fachkundigen Programmierern erstellen und zwar
auf der Grundlage der Lehren der vorliegenden Offenbarung, wie dies auch
für den
jeweiligen Fachmann offensichtlich ist. Wie jedoch für jeden
Fachmann ohne weiteres offenkundig, kann die vorliegende Erfindung
auch mittels Herstellung von anwendungsspezifischen integrierten
Schaltkreisen (ASICS) durch Koppelung eines geeigneten Netzwerks
herkömmlicher
Bauteilschaltkreise bzw. durch Kombination dieser mit einem oder mehreren
herkömmlichen
Universalmikroprozessoren und/oder ent sprechend programmierten Signalprozessoren
realisiert werden. Somit umfasst die vorliegende Erfindung auch
ein computergestütztes
Produkt bzw. Computerprogramm, welches auf einem Speichermedium
untergebracht sein kann und jede Art von Disketten einschließlich Floppy
Disks, optische Disketten, CD-ROMs, magneto-optische Disketten,
ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, Flash-Speicher, magnetische oder optische
Karten bzw. jede Art von zur Speicherung von elektronischen Instruktionen
bzw. Computerprogrammcodeabschnitten geeignete Medien enthalten
kann, aber nicht darauf beschränkt
ist.
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Zahlreiche
zusätzliche
Modifizierungen und Änderungen
der vorliegenden Erfindung sind angesichts der oben genannten Lehren
möglich.
Aus diesem Grund ist es selbstverständlich, dass im Rahmen der
beiliegenden Patentansprüche
die vorliegende Erfindung auch anderweitig als speziell in der vorliegenden
Beschreibung dargelegt realisiert werden kann.