JP2004234269A - Data transfer device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータが利用する様々なデバイス間のデータ転送を、バスラインを介して行うデータ転送装置に係り、特に、CPU(中央演算処理装置)を介さずに、各デバイス間で直接データを転送するDMA(Direct・Memory・Access)転送を、マザー・ボード上で制御するためのDMAコントローラを複数搭載したデータ転送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報量の多いデータ、例えば画像データ等を転送する場合には、CPU(中央演算処理装置)を介さずに、各デバイス間で直接データを転送するDMA(Direct・Memory・Access)転送方式を採用する装置が増えてきている。
また、このようなDMA転送行う場合には、低速から高速まで広い帯域に対応することが可能となるため、PCI(ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト)バスが様々なシステムで使用されている。
このPCIバスは、バーストアクセスを行うことにより、高速での連続したデータ転送を可能にしている。
【0003】
一般的に、このようなデータ転送を行うデータ転送装置には、データを効率よく処理するためのバッファが必要となる。このバッファの容量は、PCIバスを利用する際のデータの転送速度に依存している。そのため、高速性を要求されるようなデータ転送装置においては、バッファの容量が大きくなる傾向にある。
そして、データ転送装置に設けられるバッファの容量の増大に伴い、必然的にデータ転送装置における消費電力も増大してしまう。
従来、データ転送装置における消費電力を低減させる技術が、下記の特許文献をはじめ種々開示されている。
【特許文献1】
特開平11−053049
【特許文献2】
特開2002−007316
【0004】
特許文献1には、システム動作中のPCIクロックをダイナミックに制御することにより、システムの消費電力を低減させる技術が開示されている。
特許文献2には、PCIバス上のトランザクションを監視し、PCIバスがアイドル状態になった場合にPCIクロックを停止させてシステムの消費電力を低減させる技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1および特許文献2に記載されているシステムの消費電力を低減させる技術においては、PCIクロックを発生させるクロック生成回路を直接制御しているため、接続されている周辺装置を制御する回路ごとにPCIクロックを制御することができなかった。
そこで本発明は、複雑な構成を必要とすることなく、PCIバスと周辺装置との相互接続の管理を行うインターフェースを複数のブロックに分割し、使用していないブロックへの動作クロックの供給を制限することにより、消費電力を低減させることができるデータ転送装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、PCI(ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト)バスを用いて接続された装置間におけるデータの送受信を行うデータ転送装置において、前記PCIバスと前記装置との相互接続を管理する複数のブロックに分割されたインターフェースと、前記インターフェースを制御するための動作クロックを供給するクロック供給装置と、を備え、前記クロック供給装置は、位相、周波数が等しく、かつ、同期のとれた前記動作クロックを前記複数のブロックに分割されたインターフェース各々に供給することにより、前記目的を達成する。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記クロック供給装置および前記複数のブロックに分割されたインターフェースとの間に、前記動作クロックの供給および供給の停止を切り替えるクロック切替手段を備えることにより、前記目的を達成する。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記クロック切替手段は、前記複数のブロックに分割されたインターフェースのうち、アイドル状態であるものへの前記動作クロックの供給を停止することにより、前記目的を達成する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図1ないし図3を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係るデータ転送装置の概略構成を示した図である。
図1に示すように、データ転送装置は、PCI(ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト)バス1、クロック発振器2、基本ブロック3、イニシエータユーザ制御部4、CPU(中央演算処理装置)5、メモリ6、IO(入出力)デバイス7、CPUI/F(インターフェース)8、メモリI/F9、IOI/F10およびターゲット11〜14から構成されている。
【0009】
ここで、データ転送装置を構成する各部の機能について説明する。
PCIバス1は、PCI・SIG(Special・Interest・Group)において規格が策定されている、パーソナルコンピュータ互換機の拡張バスの標準として用いられる32ビット・バスである。
クロック発振器2は、コンピュータの動作を制御するための基準信号の周波数であるクロック(動作周波数)を発振する。
基本ブロック3は、PCIバス1をコントロールするための制御ユニットであり、イニシエータ制御部3a、ターゲット制御部3b、PCIバスI/F3cから構成されている。
【0010】
イニシエータユーザ制御部4は、CPU5からのコマンドを受けてPCIバス1上にアクセスするためのインターフェースを行う。
CPU5は、入出力機器を制御してデータを受け取り、そのデータを使って演算し、記憶や結果の出力を行う中央演算処理装置である。
メモリ6は、コンピュータ内部で使用されるデータやプログラムを一時的に蓄え、必要な場合に取り出すことのできる記憶装置である。このメモリ6には、主記憶装置と、ハードディスク装置などの補助記憶装置とがある。また、主記憶装置には、読み書き可能であるRAM(ランダム・アクセス・メモリ)と、読み込み専用であるROM(リード・オンリ・メモリ)がある。
IOデバイス7は、コンピュータで使用することが可能な入出力装置であり、入力装置には、キーボード、マウス、スキャナ、ディジタルカメラなど、出力装置には、ディスプレイ、プリンタ、スピーカーなどがある。
CPUI/F8は、イニシエータユーザ制御部4とCPU5とを相互に接続するためのインターフェースである。
【0011】
メモリI/F9は、メモリ6とターゲット11〜12とを相互に接続するためのインターフェースである。
IOI/F10は、IOデバイス7とターゲット13〜14とを相互に接続するためのインターフェースである。
ターゲット11〜14は、PCIバス1により設定されたベースアドレスごとに設けられた制御回路である。PCIバス1は、11個のベースアドレスを設定できるようになっている。また、ターゲット制御部3bは、それぞれのベースアドレスのどのベースアドレスにアクセスされたかを示すBARx_HIT信号を出力するようになっている。
本実施の形態では、図1に示すように、ベースアドレスの0と1には、メモリ6がメモリI/F9を介して接続され、ベースアドレスの2と3には、IOI/F10を介してIOデバイス7が接続されている。
【0012】
次に、このように構成されたデータ転送装置における動作について説明する。本実施の形態においてクロック発振器2は、イニシエータ制御部3a、ターゲット制御部3b、PCIバスI/F3cおよびターゲット11〜14のそれぞれに、位相、周波数の等しい同期したクロックを供給するようにしている。
このように制御ブロックを細かく分割した構成においても、同期したクロックを分配することにより、制御ブロックを分割しない場合と同様に制御を行うことが可能になる。
【0013】
図2は、本実施の形態に係る論理回路を設けたデータ転送装置の概略構成を示した図である。なお、図1と重複する箇所の記号は省略する。
本実施の形態に係るデータ転送装置では、図2に示すように、クロック停止を行うSTOP_CLK信号15を設け、そして、クロック発振器2のクロックが送られるイニシエータ制御部3a、ターゲット制御部3b、PCIバスI/F3cおよびターゲット11〜14の前段に論理和演算を行うためのOR回路16を備えている。このOR回路16およびSTOP_CLK信号15を用いてクロックのオン・オフ切り替え回路を構成している。
【0014】
次に、上述したSTOP_CLK信号15およびOR回路16を用いて、イニシエータ制御部3a、ターゲット制御部3b、PCIバスI/F3cおよびターゲット11〜14の各ブロックへのクロック送信の開始・停止を制御する方法について説明する。
STOP_CLK信号15とクロック発振器2のクロックとをOR回路16において論理和をとることにより、クロック送信の開始・停止を制御する。
具体的には、STOP_CLK信号15がハイ(または1)の場合、論理和の出力がハイとなり、クロックが停止するようになっている。このSTOP_CLK信号15をどのようなタイミングでハイにするかはイニシエータ制御部3aとターゲット11〜14とで異なっている。
イニシエータ制御部3aは、これから自分がアクセスを開始するか否かの判断を自身で行うことが可能であるため、そのタイミングを判断してSTOP_CLK信号15をロー(または0)に設定する。そして、PCIバス1のデータ転送完了の信号を検出した後、再びSTOP_CLK信号15をハイに設定し、クロックを停止させる。
【0015】
一方、ターゲット11〜14は、はじめに、ターゲット制御部3bがどのベースアドレスにアクセスされたかをデコードして、BARx_HIT信号のいずれかにハイ信号を出力する。
そして、BARx_HIT信号のハイ信号を受信したターゲット11〜14は、STOP_CLK信号15をローにし、クロックを動作(開始)させる。これによりターゲット11〜14は、アクセスされ、かつ、自身のベースアドレスにアクセスされた場合のみクロックを動作させることが可能となる。
【0016】
図3は、本実施の形態に係るデータ転送装置を用いて、PCIアクセスを実行した場合における各ブロックのクロック動作状態を示した図である。
ここでは、他のPCIデバイス同士のアクセスを考慮して、PCIバス1へ出力するクロックを、Output CLK信号として常に供給するようにしている。
はじめに、イニシエータ動作(開始動作)を行う場合について説明する。
図3に示すように、イニシエータ制御部3aへ供給されるクロック(Initiater CLK)は、STOP_CLK信号15を解除設定、つまりローに設定することによって動作する。
そして、イニシエータ制御部3aは、イニシエータ動作が終了したことを検知すると、STOP_CLK信号15をハイに設定して、Initiater CLKを停止させる。
【0017】
また、ターゲット制御部3bにおいて、ベースアドレスの0へのターゲットアクセスを検知すると、ターゲット11へ供給されるクロック(Target0 CLK)が動作する。
そして、ターゲット11は、このアクセスが終了したことを検知すると、STOP_CLK信号15をハイに設定し、クロックを停止させる。
ベースアドレスの1、ベースアドレスの2へのアクセスの場合も同様の方法で、ターゲット12へ供給されるクロック(Target1 CLK)、ターゲット13へ供給されるクロック(Targe2 CLK)がそれぞれ動作するようになっている。
【0018】
図3に示すように、アクセスが検知された箇所へのクロックが動作している間、アクセスが検知されない箇所へのクロックは停止するようになっている。
また、バスアイドル状態17に示すように、PCIバス1がデータ転送が行われていないアイドル中は、出力クロック以外の全ての内部クロックが停止するようになっている。そして、このバスアイドル状態17の期間に、ターゲット制御部3bにおいて、ベースアドレスの3へのターゲットアクセスを検知すると、ターゲット14へ供給されるクロック(Target3 CLK)のみが動作する。
なお、本実施の形態においては、クロック発振器2からクロックを受け、このクロックをPCIバス1に出力するだけでなく、このクロックを内部の動作クロックとしても使用することになっているが、PCIバス1からPCIクロックを受信し、この受信したPCIクロックを内部クロックとして使用するようにしてもよい。
【0019】
本実施の形態によれば、内部回路を分割し、それぞれ位相の同じクロックを供給することにより、クロック停止が可能な回路やそれ以外の回路などに系統立てて分類することができるため、より消費電力を低減し易くなる。
また、本実施の形態によれば、分割した回路それぞれが個別にクロックを停止できることにより、消費電力を低減させる効果を得ることができる。
さらに、本実施の形態によれば、PCIバス1がアイドル状態でない場合においても、クロックを停止させることが可能であるため、さらに消費電力を低減することができる。
【0020】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、位相、周波数が等しく、かつ、同期のとれた動作クロックを複数のブロックに分割されたインターフェース各々に供給することにより、動作クロックをブロックごとに制御することができる。
請求項2記載に発明によれば、動作クロックの供給および供給の停止を切り替えるクロック切替手段を備えることにより、ブロックごとに動作クロックを停止させることができる。
請求項3記載の発明によれば、複数のブロックに分割されたインターフェースのうち、アイドル状態であるものへの動作クロックの供給を停止することにより、当該データ転送装置で消費される電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係るデータ転送装置の概略構成を示した図である。
【図2】本実施の形態に係る論理回路を設けたデータ転送装置の概略構成を示した図である。
【図3】本実施の形態に係るデータ転送装置を用いて、PCIアクセスを実行した場合における各ブロックのクロック動作状態を示した図である。
【符号の説明】
1 PCIバス
2 クロック発振器
3 基本ブロック
3a イニシエータ制御部
3b ターゲット制御部
3c PCIバスI/F
4 イニシエータユーザ制御部
5 CPU
6 メモリ
7 IOデバイス
8 CPUI/F
9 メモリI/F
10 IOI/F
11〜14 ターゲット
15 STOP_CLK信号
16 OR回路
17 バスアイドル状態[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data transfer device that transfers data between various devices used by a computer via a bus line, and in particular, directly transfers data between devices without a CPU (Central Processing Unit). The present invention relates to a data transfer device equipped with a plurality of DMA controllers for controlling DMA (Direct Memory Access) transfer on a mother board.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, when transferring data with a large amount of information, for example, image data, a DMA (Direct Memory Access) transfer method for directly transferring data between devices without going through a CPU (Central Processing Unit). The number of devices adopting is increasing.
Further, when performing such a DMA transfer, it is possible to cope with a wide band from a low speed to a high speed, so that a PCI (Peripheral Component Interconnect) bus is used in various systems.
This PCI bus enables continuous data transfer at high speed by performing burst access.
[0003]
Generally, a data transfer device that performs such data transfer requires a buffer for efficiently processing data. The capacity of this buffer depends on the data transfer speed when using the PCI bus. Therefore, in a data transfer device requiring high speed, the capacity of the buffer tends to be large.
As the capacity of the buffer provided in the data transfer device increases, the power consumption of the data transfer device necessarily increases.
Conventionally, various techniques for reducing power consumption in a data transfer device have been disclosed, including the following patent documents.
[Patent Document 1]
JP-A-11-053049
[Patent Document 2]
JP-A-2002-007316
[0004]
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the techniques for reducing the power consumption of the systems described in
Therefore, the present invention divides an interface for managing the interconnection between the PCI bus and peripheral devices into a plurality of blocks without requiring a complicated configuration, and restricts the supply of an operation clock to unused blocks. Accordingly, it is an object to provide a data transfer device capable of reducing power consumption.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a data transfer device for transmitting and receiving data between devices connected by using a PCI (Peripheral Component Interconnect) bus, wherein a plurality of devices for managing interconnection between the PCI bus and the device are provided. An interface divided into blocks, and a clock supply device for supplying an operation clock for controlling the interface, wherein the clock supply device has the same phase, frequency, and is synchronized with the operation clock. Is supplied to each of the interfaces divided into the plurality of blocks to achieve the above object.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a clock switching unit that switches between supply and stop of the operation clock is provided between the clock supply device and the interface divided into the plurality of blocks. The purpose is achieved by providing.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the clock switching unit stops supplying the operation clock to an idle interface among the plurality of interfaces divided into the plurality of blocks. Thereby, the above-mentioned object is achieved.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a data transfer device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the data transfer device includes a PCI (Peripheral Component Interconnect)
[0009]
Here, the function of each unit constituting the data transfer device will be described.
The
The
The basic block 3 is a control unit for controlling the
[0010]
The initiator user control unit 4 receives a command from the CPU 5 and performs an interface for accessing the
The CPU 5 is a central processing unit that controls input / output devices to receive data, performs calculations using the data, and stores and outputs results.
The memory 6 is a storage device that can temporarily store data and programs used in the computer and can retrieve the data and programs when necessary. The memory 6 includes a main storage device and an auxiliary storage device such as a hard disk device. The main storage device includes a readable / writable RAM (random access memory) and a read-only ROM (read only memory).
The IO device 7 is an input / output device that can be used in a computer. The input device includes a keyboard, a mouse, a scanner, and a digital camera. The output device includes a display, a printer, and a speaker.
The CPU I / F 8 is an interface for mutually connecting the initiator user control unit 4 and the CPU 5.
[0011]
The memory I / F 9 is an interface for interconnecting the memory 6 and the targets 11 to 12.
The IO I / F 10 is an interface for mutually connecting the IO device 7 and the
The targets 11 to 14 are control circuits provided for each base address set by the
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a memory 6 is connected to base addresses 0 and 1 via a memory I / F 9, and base addresses 2 and 3 are connected via an IO I /
[0012]
Next, the operation of the data transfer device configured as described above will be described. In the present embodiment, the
Even in the configuration in which the control block is finely divided in this way, by distributing the synchronized clocks, control can be performed in the same manner as when the control block is not divided.
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a data transfer device provided with a logic circuit according to the present embodiment. In addition, the symbol of the part which overlaps with FIG. 1 is abbreviate | omitted.
In the data transfer device according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a
[0014]
Next, using the
The OR of the
Specifically, when the
Since the
[0015]
On the other hand, the targets 11 to 14 first decode which base address the
Then, the targets 11 to 14, which have received the high signal of the BARx_HIT signal, change the
[0016]
FIG. 3 is a diagram showing a clock operation state of each block when PCI access is performed using the data transfer device according to the present embodiment.
Here, a clock output to the
First, a case of performing an initiator operation (start operation) will be described.
As shown in FIG. 3, the clock (Initiator CLK) supplied to the
Then, upon detecting that the initiator operation has been completed, the
[0017]
When the
Then, upon detecting that this access has been completed, the target 11 sets the
In the case of accessing the
[0018]
As shown in FIG. 3, while the clock to the location where the access is detected is operating, the clock to the location where the access is not detected is stopped.
As shown in the bus
In this embodiment, not only the clock is received from the
[0019]
According to the present embodiment, by dividing the internal circuit and supplying clocks having the same phase, it is possible to systematically classify the circuit into a circuit capable of stopping the clock and other circuits, thereby further reducing consumption. Power can be easily reduced.
Further, according to the present embodiment, since the divided circuits can individually stop the clock, the effect of reducing power consumption can be obtained.
Further, according to the present embodiment, the clock can be stopped even when the
[0020]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to control the operation clock for each block by supplying the synchronized operation clock having the same phase and frequency to each of the interfaces divided into a plurality of blocks. it can.
According to the second aspect of the present invention, the operation clock can be stopped for each block by including the clock switching means for switching between supply and stop of the supply of the operation clock.
According to the third aspect of the present invention, the power consumption of the data transfer device is reduced by stopping the supply of the operation clock to the idle interface among the interfaces divided into the plurality of blocks. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a data transfer device according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a data transfer device provided with a logic circuit according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a clock operation state of each block when a PCI access is performed using the data transfer device according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1
4 Initiator user control unit 5 CPU
6 Memory 7
9 Memory I / F
10 IOI / F
11 to 14
Claims (3)
前記PCIバスと前記装置との相互接続を管理する複数のブロックに分割されたインターフェースと、
前記インターフェースを制御するための動作クロックを供給するクロック供給装置と、を備え、
前記クロック供給装置は、位相、周波数が等しく、かつ、同期のとれた前記動作クロックを前記複数のブロックに分割されたインターフェース各々に供給することを特徴とするデータ転送装置。In a data transfer device for transmitting and receiving data between devices connected using a PCI (Peripheral Component Interconnect) bus,
An interface divided into a plurality of blocks for managing interconnection between the PCI bus and the device;
A clock supply device that supplies an operation clock for controlling the interface,
The data transfer device, wherein the clock supply device supplies the operation clocks having the same phase and frequency and being synchronized to each of the interfaces divided into the plurality of blocks.
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