JP2003233584A - データ転送装置 - Google Patents

データ転送装置

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JP2003233584A
JP2003233584A JP2002034613A JP2002034613A JP2003233584A JP 2003233584 A JP2003233584 A JP 2003233584A JP 2002034613 A JP2002034613 A JP 2002034613A JP 2002034613 A JP2002034613 A JP 2002034613A JP 2003233584 A JP2003233584 A JP 2003233584A
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data
latch
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transfer device
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JP2002034613A
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Koji Oshikiri
幸治 押切
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大規模回路の設計においてもパフ−マンスの
低下をまねくことなく高速なデータ転送を行うデータ転
送装置を提供する。 【解決手段】 複数の面からなるバッファメモリ11、
12と、バッファメモリ11、12の読み書き動作を制
御するコントロール回路とを備え、コントロール回路の
データ読み出し制御部は、外部インターフェースのデー
タ受け取り完了信号の入力部からデータ出力部までに存
在するレジスタ段数に応じた段数のデータラッチ回路
と、ラッチ動作を制御するラッチコントロール回路とを
備え、ラッチ段数分のデータをバッファメモリ11、1
2から先読みするよう構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ転送に関す
るもので、更に詳しく言えばプリンタ、デジタル複写機
等に用いるデータ転送装置の転送制御に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年プリンタやデジタル複写機等では、
USBやIEEE1394のような高速シリアルバスイ
ンターフェース等の普及にともない、高速な画像データ
の転送が行われるようになってきている。そのため、外
部インターフェースの高速化に伴い、内部バスにおいて
も高速のデータ転送が必要となってきている。一方、回
路の大規模化が進むにつれ、半導体回路の製造プロセス
の微細化が進み、配線遅延等の問題で、回路設計が難し
くなってきている。配線遅延を考慮して同期設計を行う
ために、メモリモジュール等の他ブロックとの物理的配
置位置に制約ができることを考慮して、各モジュールの
入出力段でレジスタを挿入することがよく行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、データ
パス(経路)中のレジスタ段数が増加すると、内部バス
インターフェースがデータを要求してから、実際に内部
バスインターフェースにメモリからデータを用意できる
までの遅延が増加し、特に内部バスインターフェースが
ハンドシェークで転送を行っている場合などは、データ
の転送効率が悪化してしまうという問題がある。本発明
は上記の問題点を解決するためになされたもので、大規
模回路の設計においてもパフォ−マンスの低下をまねく
ことなく十分高速なデータ転送を行うデータ転送装置を
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1記載のデータ転送装置では、バッファメ
モリと、該バッファメモリの読み書き動作を制御するコ
ントロール回路とを備え、該コントロール回路のデータ
読み出し制御部は、外部インターフェースのデータ受け
取り完了信号の入力部からデータ出力部までに存在する
レジスタ段数に応じた段数のデータラッチ回路と、前記
ラッチ動作を制御するラッチコントロール回路とを備
え、ラッチ段数分のデータをバッファメモリから先読み
するよう構成したことを最も主要な特徴とする。また、
請求項2記載の発明では、請求項1記載のデータ転送装
置において、前記コントロール回路のデータ読み出し制
御部は、少なくとも2つ以上の外部とのインターフェー
スを備えたことを主要な特徴とする。また、請求項3記
載の発明では、請求項1または2記載のデータ転送装置
において、使用する前記データラッチ回路の段数を外部
から設定する機構を有し、要求性能に応じて先読み段数
を選択可能にしたことを主要な特徴とする。また、請求
項4記載の発明では、請求項3のデータ転送装置におい
て、使用しないデータラッチ回路へのクロックを停止す
るよう構成したことを主要な特徴とする。また、請求項
5記載の発明では、請求項1または2記載のデータ転送
装置において、外部インターフェースのデータ受け取り
完了頻度を検出する頻度検出回路を設け、検出した頻度
に応じて使用するデータラッチ回路の段数を決定し、先
読み段数を選択可能にしたことを主要な特徴とする。そ
して、請求項6記載の発明では、請求項1または2のデ
ータ転送装置において、使用しないデータラッチ回路へ
のクロックを停止するよう構成したことを主要な特徴と
する。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を詳細に説明する。図1は本発明の第一の実施例を
示すデータ転送装置の構成図である。本実施例では、説
明を解り易くするため、図示しない入出力機器内、例え
ばプリンタ、に組み込まれ、外部からトランシーバ等を
経由して、例えばパーソナルコンピュータから送り込ま
れたデータを、入出力装置内部に転送する動作を想定し
ている。また、外部という表現は特別に断りが無い場合
は、本転送装置の外部モジュールを意味し、それは入出
力機器から見たパーソナルコンピュータのような外部ホ
ストではなく、逆に入出力装置内部にある別のモジュー
ルの意味である。メモリ11、12は複数のバッファメ
モリを表している。このメモリ11、12には図示しな
い書き込み回路により、ホストから受け取って、外部
(例えばプリンタのバッファ)へ転送すべきデータが書
き込まれるようになっている。また、メモリ11、12
は片方ずつを交互に使用するようになっており、片方の
メモリが書き込みフルで、もう片方がすべて読み出し済
の状態になるとメモリの面の切り替え動作が発生する。
外部とのインターフェースは、転送動作イネーブル信号
のKICK、転送要求信号のREQ、データ受信完了信
号のACK、およびデータバスから構成される。ここ
で、図中、13はコントローラを、14はカウンタ、1
5はMUX(マルチプレクサ)、16はラッチを示して
いる。また、Rと示したのはデータが受け取られるま
で、データを一次的に保持しておくレジスタである。
【0006】図2は、ラッチ回路がない場合の動作をあ
らわすタイミングチャートである。転送動作イネーブル
信号のKICKがアサートされたのを受けて、201の
タイミングで転送要求信号のREQと有効データが出力
される。外部ではこの有効データを受け取った後、デー
タ受信完了信号のACKを1パルスアサートする。20
2のタイミングの受信完了をうけて、次のデータを用意
するために、カウンタのイネーブル信号101をアサー
トし、5CLK後にデータの準備ができるため、203
のタイミングでREQをアサートし、データを出力す
る。これに対し、図3は第一の実施例での先読み動作を
あらわすタイミングチャートである。まずはじめに、3
01のタイミングでバッファメモリ(メモリ11、1
2)の面の切替動作が発生する。それに応じて302か
ら303の間に先読み動作を行うためのカウントイネー
ブル信号101がアクティブになる。101がアクティ
ブになることで、メモリのアドレスがインクリメントさ
れ、メモリ11、12からデータが読み出される。コン
トローラ13はあらかじめ遅延量を知っていて、データ
が到達するタイミングにあわせて、102、103、1
04のラッチイネーブル信号を生成する。先読み動作が
304のタイミングで完了した後、転送動作イネーブル
信号のKICKがアサートされたのを受けて転送動作を
開始する。305のタイミングでデータの受信完了信号
が戻ってきたのを受けて、出力段のマルチプレクサを切
り替えると、先読みされていた次のデータの出力が可能
となる。この動作と並行して、メモリ11、12からの
次のデータの読み出しをおこない、ラッチ16にデータ
を補充する。ただし、データの受信完了信号を受け取っ
た後、データが出てくるまでには遅延があるため、外部
インターフェースの転送能力に応じてラッチされたデー
タが空になることがないように、ラッチ16の段数(本
実施例では3段)を設けておく必要がある。
【0007】図4は第二の実施例のデータ転送装置の構
成図を、図5はその動作を示すものである。外部に対す
るインターフェースは、それぞれ第一の実施例で示した
ものと同じとする。図4のように、各々の外部インター
フェースコントローラ13および17からは、アドレス
カウンタ用のイネーブル信号401、402、ラッチ回
路のラッチ16のタイミングを示す405、406、出
力データを切り替えるタイミングを示す403、404
が出力される。ここで、図中、18はリードカウンタ、
19はライトコントローラを示す。図5を用いて動作を
説明すると、最初は、転送動作イネーブル信号のKIC
K1がアサートされ、第一の実施例の記載と同様の動作
をおこなう。途中501のタイミングでKICK1がデ
ィアサートされ、401、403、405の各イネーブ
ル信号が停止し、最後のデータがラッチされた状態で動
作が停止する。502のタイミングでKICK2がアサ
ートされると、REQ2がアサートされ、第一の実施例
記載と同様の動作が開始される。このとき、アドレスカ
ウンタ14、リードカウンタ18、ライトコントローラ
19の状態は前回の転送のまま保持されており、また、
データパスもラッチ16よりも後段で分岐しているた
め、前回の転送した次のデータから転送が始まる。次
に、第三の実施例であるデータ転送装置を、図6および
図7を用いて説明する。図6は第三の実施例の構成図を
示している。外部からデータラッチ(ラッチ16)の段
数を指定するラッチ段数設定レジスタ20が設けられて
おり、その設定値に応じてリードカウンタ18及びライ
トコントローラ19の動作が規定される。図7(a)
は、レジスタ20の設定値に対するリードカウンタ18
の取りうる値を示している。また図7(b)は、レジス
タ20の設定値に対して各ラッチイネーブル信号が出力
されるか否かを示している。本実施例では3段のラッチ
16を持っているとする。外部においてデータ転送のパ
フォーマンスが必要である場合は、ラッチ段数設定レジ
スタ20に3という値を設定すると、図7(b)のよう
に、ライトコントローラ19からは608、609、6
10の3つのイネーブル信号が順次繰り返しアクティブ
になる。このとき、リードカウンタ18は図7(a)の
ように0、1、2の3つの値をとるため、第2例の実施
例で示したのと同様の動作となる。また、例えば外部の
インターフェースで転送スピードが高速である必要がな
い場合に、ラッチ段数設定レジスタ20に値1を設定し
たとする。このときライトコントローラ19は図7
(b)のように、608しかアクティブにならない。ま
た、リードカウンタ18も値0しかとらない。このとき
連続読み出しを行おうとすると、ラッチデータが間に合
わないため、待ち動作が間に入ることになる。
【0008】次に第四のデータ転送装置の実施例を図8
に示す。基本的な動作は第三実施例と同様である。ライ
トコントローラ19から、各ラッチ16回路のレジスタ
に入力されるクロックのマスク信号814、815、8
16が出力される。ラッチ段数設定レジスタ20に3と
いう値を設定すると、図7(b)のように、ライトコン
トローラ19からは608、609、610の3つのイ
ネーブル信号が順次繰り返しアクティブになると同時
に、クロックのマスク信号814、815、816の3
つともアクティブになる。また、レジスタ20に値1を
設定したときは、ライトコントローラは図7(b)のよ
うに、608しかアクティブにならず、このときのクロ
ックのマスク信号は814しかアクティブにならない。
もしデータのバス幅が64ビットで、ラッチ段数設定レ
ジスタ20の設定値が値1である場合は、クロックがマ
スクされるラッチ回路16のレジスタの数は、128個
となる。このようにパフォーマンスが必要とされない場
合は、消費電力を抑えることができる。次に第五のデー
タ転送装置の実施例を図9に示す。頻度検出回路21は
データ転送の発生状態を検出する回路で、ある時間期間
内においてデータ受信完了信号のACKが何回発生した
かを監視して、任意のスレッショールドで分類すること
により、転送途中における要求性能を決定するための回
路である。本実施例では転送の要求性能を3段階に分類
するものとする。頻度検出回路21にて決定された値に
応じてデータラッチの段数が決定される。このときの動
作は、第三の実施例の記載内容と同じである。
【0009】第六のデータ転送装置の実施例を図10に
示す。基本的な動作は第五の実施例と同様である。ライ
トコントローラ19から、各ラッチ16の回路のレジス
タに入力されるクロックのマスク信号1014、101
5、1016が出力される。頻度検出回路21に3とい
う値が設定されると、ライトコントローラ19からは1
008、1009、1010の3つのイネーブル信号が
順次繰り返しアクティブになると同時に、クロックのマ
スク信号1014、1015、1016の3つともアク
ティブになる。また、頻度検出回路21に値1が設定さ
れたときは、ライトコントローラ19は、1008しか
アクティブにならず、このときのクロックのマスク信号
は1014しかアクティブにならない。もしデータのバ
ス幅が64ビットで、頻度検出回路21の設定値が1で
ある場合は、クロックがマスクされるレジスタの数は、
128個となる。このようにパフォーマンスが必要とさ
れない場合は、消費電力を抑えることができる。なお、
これまでの実施例では、外部モジュールとの連携におい
て稼動するデータ転送装置を説明してきたが、本発明は
これに限定されるものではなく、データパスに複数のレ
ジスタが存在するようなデータ転送装置に広く適応でき
るものである。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1によれ
ば、データパスでのレジスタの段数が増えても、外部イ
ンターフェースに対するデータの転送を、ラッチを用い
て先読みするので、外部インターフェースが持っている
転送能力を十分に使い切ることができる。請求項2によ
れば、外的な理由で片方のデータ転送が不能となった場
合に、先読みの機能を有したままで、データの欠落を起
こさずに別のインターフェースから読み出すことができ
る。請求項3、4によれば、外部インターフェース側に
対して最適な内部動作とすることで、消費電力の低減を
図ることができる。請求項5、6によれば、自動で転送
パフォーマンスを検出できるため、ユーザーの操作を簡
単にできる。また、動的に変化するため、無駄なく消費
電力の低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の実施例を示すデータ転送装置の構成図で
ある。
【図2】ラッチ回路がない場合の動作を説明するタイミ
ングチャートである。
【図3】第一の実施例での先読み動作を説明するタイミ
ングチャートである。
【図4】第二の実施例を示すデータ転送装置の構成図で
ある。
【図5】第二の実施例におけるデータ転送装置の動作を
説明するタイミングチャートである。
【図6】第三の実施例を示すデータ転送装置の構成図で
ある。
【図7】レジスタの設定値と対応する信号の有無を説明
する図である。
【図8】第四の実施例を示すデータ転送装置の構成図で
ある。
【図9】第五の実施例を示すデータ転送装置の構成図で
ある。
【図10】第六の実施例を示すデータ転送装置の構成図
である。
【符号の説明】
11、12 メモリ(バッファメモリ)、13 コント
ローラ、16 ラッチ、 20 ラッチ段数設定レジス

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッファメモリと、該バッファメモリの
    読み書き動作を制御するコントロール回路とを備え、該
    コントロール回路のデータ読み出し制御部は、外部イン
    ターフェースのデータ受け取り完了信号の入力部からデ
    ータ出力部までに存在するレジスタ段数に応じた段数の
    データラッチ回路と、該データラッチ回路のラッチ動作
    を制御するラッチコントロール回路とを備え、ラッチ段
    数分のデータをバッファメモリから先読みするよう構成
    したことを特徴とするデータ転送装置。
  2. 【請求項2】 前記コントロール回路のデータ読み出し
    制御部は、少なくとも2つ以上の外部とのインターフェ
    ースを備えたことを特徴とする請求項1記載のデータ転
    送装置。
  3. 【請求項3】 使用する前記データラッチ回路の段数を
    外部から設定する機構を有し、要求性能に応じて先読み
    段数を選択可能としたことを特徴とする請求項1または
    2記載のデータ転送装置。
  4. 【請求項4】 使用しないデータラッチ回路へのクロッ
    クを停止するよう構成したことを特徴とする請求項3に
    記載のデータ転送装置。
  5. 【請求項5】 外部インターフェースのデータ受け取り
    完了頻度を検出する頻度検出回路を設け、検出した頻度
    に応じて使用するデータラッチ回路の段数を決定し、先
    読み段数を選択可能にしたことを特徴とする請求項1ま
    たは2記載のデータ転送装置。
  6. 【請求項6】 請求項1または2において、使用しない
    データラッチ回路へのクロックを停止するよう構成した
    ことを特徴とするデータ転送装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101047380B (zh) * 2006-03-27 2010-09-29 富士通半导体股份有限公司 共用输入/输出端子控制电路
JP2013054748A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Apple Inc オーディオインターフェイス用のゼロ遅延のスレーブモード送信

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