JP2006092230A - データ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 汎用部品を使用して、新しい機能を実現しつつカスタマイズ部品を使用した時と遜色ない低消費電力を実現する。
【解決手段】 汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１の信号／ＲＥＱが節電対応回路２２２の／ＲＥＱ端子に送られる。節電対応回路２２２は汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１から信号／ＲＥＱを受け取ると、信号／ＳＭＩをＣＰＵ２０１に送り、ＣＰＵ２０１は節電状態解除後に信号／ＱＡＣＫを節電対応回路２２２に返す。節電対応回路２２２はＣＰＵ２０１から信号／ＱＡＣＫを受け取って初めて汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１に代わってＰＣＩバスアービタ２１９に信号／ＲＥＱを送り、調停後にバスアクセス権が許諾されるときには信号／ＧＲＴがＰＣＩバスアービタ２１９から汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１に送られる。これにより、汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１はＰＣＩバス２０７の使用が可能となる。
【選択図】 図６

Description

この発明は、データ処理装置に関し、とくに、汎用Ｉ／Ｏインタフェース装置を用いた場合でもＣＰＵやＤＲＡＭの節電状態に起因する問題を解消できるようにしたものである。

近年、環境に優しい製品の要求が強まり、プリンタ等のＯＡ機器等においても待機時の消費電力削減の要求が大きくなっている。図１に従来のプリンタの構成例を示す。図１に示すように、プリンタ１０は転写装置１００および基板回路部（Ｅｌｅｃｔｒｒｉｃａｌ Ｓｕｂ ｓｙｓｔｅｍともいう）２００を含み、基板回路部２００は、例えば、ＣＰＵ２０１、キャッシュメモリ２０２、バスブリッジ回路２０３、メモリバス２０４、ＤＲＡＭ２０５、２０６、ＰＣＩバス２０７、ビデオインタフェース回路２０８、イーサネット（商標）インタフェース回路２０９、ＵＳＢインタフェース回路２１０、パラレルインタフェース回路２１１等を含んで構成される。プリンタ１０は通信ネットワーク（イーサネット。商標）３０にイーサネットインタフェース回路２０９を介して接続され、リモートのホスト装置から印刷ジョブを受け付け、また通信ネットワーク３０に接続された、あるいはスタンドアローンのホスト装置（パーソナルコンピュータ）４０にＵＳＢインタフェース回路２１０またはパラレルインタフェース２１１を介して接続され、当該ホスト装置４０から印刷ジョブを受け付ける。

このようなプリンタ等において、消費電力を削減する一手段として、ＣＰＵ２０１やＤＲＡＭ２０５、２０６をスリープモードやセルフリフレッシュモード等といった回路素子に組み込まれた省エネ機能を使用する方法が一般的である（図２）。

一方、ＣＰＵ２０１をスリープモード等の深い節電状態（最も省エネ効果が高い状態）に入れた場合、データバスが動作する事だけでは節電を解除する条件とはならない為、結果としてＤＲＡＭ２０５、２０６のセルフリフレッシュを解除せずにデータ書き込みを実施してしまうためにデータが破棄されてしまったり、キャッシュメモリ２０２がバススヌープを行わない為にキャッシュメモリ２０２内データとＤＲＡＭ２０５、２０６内データとの間に不整合が生じる、といった問題が発生する（図３）。

これを回避する技術として、外部ＩＯ装置とのＩ／Ｆを司るＩ／Ｏ ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）２２０に、データを受信したらＣＰＵに割り込みを発生させる手段を持たせ、ＣＰＵ２０１が節電状態から復帰してから所望のデータ転送を開始する事で上記問題を解決する技術が知られている（図４及び図５）。具体的には、Ｉ／Ｏ ＡＳＩＣ２２０がホスト装置からデータを受信したらＣＰＵ２０１にＳＭＩ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ）割り込みを行い、ＣＰＵ２０１をスリープモードから復帰させ、これに応じてバス２０７にデータを転送する。

ところで、外部インターフェイスからデータを受信した際、データ転送を開始する前に割り込みを発生する機能は、汎用部品には無い為、ＡＳＩＣ等カスタマイズ部品を設計する必要がある。一方でＰＣのインターフェイスに見られる通り新しいインターフェイスが短期間に出てくるためにカスタマイズ部品の作り替えが短期間に発生してしまい投資額が嵩むと言う問題がある。したがって、投資額を抑制した場合には、汎用品を使用せざるをえず、先に指摘したとおり深い節電状態に入れる事が出来ない、と言う問題が生じる。

この発明は、以上の事情を考慮してなされたものであり、汎用品を用いても深い節電状態に入れることができるデータ処理技術を提供することを目的としている。

この発明の原理的な構成例においては、上述の目的を達成するために、汎用部品を使用して、新しい機能を実現しつつカスタマイズ部品を使用した時と遜色ない低消費電力を実現する。具体的には、汎用部品が有するＤＭＡ機能用の信号線を使用してデータ転送の開始タイミングを検出して節電の復帰を行うと同時に、この信号線を制御することで節電状態から復帰した後にデータ転送を開始することで問題を解決するものである。

すなわち、入力データの処理等を行うＣＰＵと、データの蓄積等を担うメモリと、データを外部と通信する機能を有するＩ／Ｏインタフェース回路（Ｉ／Ｏデバイスともいう）を構成要素としてデータ処理装置を構成し、ＣＰＵやメモリ等に節電機能を設け、節電中にＩ／Ｏデバイスとメモリ間もしくはＩ／Ｏデバイス間でデータ転送を行う前に、データ転送に必要な箇所の節電状態を解除する。

節電の解除は、典型的には、節電解除トリガ検出手段への信号入力によって行う。

節電解除トリガ検出手段への入力信号は、例えばＩ／Ｏデバイスのデータ転送要求信号から作成する。

節電中にＩ／Ｏデバイスがデータ転送要求を出した際、節電状態が解除されてからデータ転送要求処理を行う。

さらに、この発明を説明する。

この発明の一側面によれば、上述の目的を達成するために、入力データの処理等を行うＣＰＵと、データの蓄積等を担うメモリと、外部とデータ通信を行なう機能を有するＩ／Ｏインタフェース回路とを具備し、上記ＣＰＵまたは上記メモリに節電機能を有するデータ処理装置に：上記Ｉ／Ｏインタフェース回路からデータ転送要求をデータ転送要求を受け取るデータ転送要求受信手段と；上記ＣＰＵおよび上記メモリが節電状態のときに上記データ転送要求を受け取った場合、上記ＣＰＵに節電解除要求を行なうための割り込み要求を送る割り込み要求送信手段と；上記ＣＰＵから節電解除通知を受け取る節電解除通知受信手段とを設け、この節電解除通知に応じて上記Ｉ／Ｏインタフェース回路にデータ転送を許諾するようにしている。

典型的には、ＣＰＵおよびメモリの双方に節電機能が設けられるが、これに限定されず、例えば、ＣＰＵのみに節電機能があってもよい。メモリはメモリコントローラを含むメモリ装置を広く指し、メモリコントローラに節電機能を設けた場合にも、ここでいう節電機能付きのメモリに含まれる。メモリコントローラは例えばバスブリッジ等に配されるが、これに限定されない。

この構成においてはＩ／Ｏインタフェース回路自体は通常の汎用のものを使用することができ、それでいて節電状態を解除してからデータ転送を行なうことができる。

この構成において、典型的には、バス調停回路を用いてバス要求を調停するアーキテクチャを前提とする。この具体的なアーキテクチャでは、節電解除通知受信手段は、節電解除通知を受け取ったときに上記バス調停回路にバス要求を送り、上記バス調停回路は上記バス要求に対するバス許諾通知を上記Ｉ／Ｏインタフェース回路に送るように構成する。

また、Ｉ／Ｏインタフェース特定用途ＩＣを具備し、当該Ｉ／Ｏインタフェース特定用途ＩＣは、上記ＣＰＵからの節電移行指示に伴って節電状態へ移行し、データ転送要求を受け取ったときに上記ＣＰＵに節電解除要求を行なうための割り込み要求を送り、上記ＣＰＵから節電解除通知を受け、これに応じてデータ転送を開始ようにしてもよい。

また、ビデオインタフェース回路を有し、このビデオインタフェース回路に印刷ユニットが接続されるようにしてもよい。

この発明の上述の側面および他の側面は特許請求の範囲に記載され以下実施例を用いて詳述される。

この発明によれば、汎用部品を使用して、新しい機能を実現しつつカスタマイズ部品を使用した時と遜色ない低消費電力を実現する。

以下、この発明の実施例について説明する。

図６は、この発明をプリンタに適用した実施例を示しており、この図において図４と対応する箇所には対応する符号を付した。なお、図６のＰＣＩバスアービタ２１９は図４では便宜上示されていないが、図４の構成例でも実際には存在する。ＰＣＩバスアービタ２１９は、ＰＣＩバス２０７の使用権を適切に与える機能を提供するバス調停回路である。また、汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１と記載している部分が、Ｉ／Ｏ ＡＳＩＣ２２０では提供できていない新たなＩＦ ＬＳＩで、これを図４に記載した回路に直接接続した場合には節電機能を有効に活用できない（浅い節電モードにしか入れない）と言う問題がある。この問題を解決する為に新たに設けたのが、図６記載の節電対応回路２２２である。

ＰＣＩバスアービタ２１９は、各ＰＣＩデバイスからの信号／ＲＥＱを受け、唯一のデバイスにのみ信号／ＧＮＴを与える。ＰＣＩデバイスは信号／ＧＮＴを受け取った場合にのみＰＣＩバス２０７の使用権を得、ＰＣＩバス２０７を使用する事が可能となる。ＰＣＩバスアービタ２１９は、バスブリッジ回路２０３に内臓される場合もあれば外部に独立した回路として存在する場合もある。

この実施例の構成では、汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１の信号／ＲＥＱが節電対応回路２２２の／ＲＥＱ端子に送られる。節電対応回路２２２は汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１から信号／ＲＥＱを受け取ると、信号／ＳＭＩをＣＰＵ２０１に送り、ＣＰＵ２０１は節電状態解除後に信号／ＱＡＣＫを節電対応回路２２２に返す。節電対応回路２２２はＣＰＵ２０１から信号／ＱＡＣＫを受け取って初めて汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１に代わってＰＣＩバスアービタ２１９に信号／ＲＥＱを送り、調停後にバスアクセス権が許諾されるときには信号／ＧＲＴがＰＣＩバスアービタ２１９から汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１に送られる。これにより、汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１はＰＣＩバス２０７の使用が可能となる。

次に、図７〜図９も参照して汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１に着目して動作を説明する。

図７は、節電モードへの遷移を説明し、図８はシステムの状態と信号との相関関係を示し、図９は、節電対応回路２２２の状態遷移図を示し、図１０はこの状態遷移に対する節電対応回路２２２の出力信号の真理値表を示す。

まず、システム全体が節電モードに移行する際には、図７に示すように、節電対応回路２２２に対してＩ／Ｏ ＡＳＩＣ２２０の汎用バス２２３経由でＰｏｗｅｒ−Ｓａｖｅモードへの移行を指示する（Ｓ１０）。具体的には、節電対応回路２２２内に設けたレジスタへの設定を行う。これと前後して、Ｉ／Ｏ ＡＳＩＣ２２０を初めとする各デバイスに対して節電モードへの移行設定を行う（Ｓ１１）。これらの節電モード移行準備が整ったら最後にＣＰＵ２０１を節電モードへ移行する（Ｓ１２）。このフローに従って設定を行うと、図６に記載の通りＣＰＵ２０１の／ＱＡＣＫ出力がＨレベルからＬレベルに遷移し、この遷移によってＣＰＵ２０１が節電モードへ移行した事を節電対応回路２２２は検知する事が可能となる。

節電中に汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１がデータを受信すると、ＤＲＡＭ２０５、２０６へデータを転送する為にＰＣＩバス２０７の使用許可を求める／ＲＥＱ信号をアサート（Ｌレベルを出力）する。節電対応回路２２２は／ＲＥＱＩ入力がＬレベルになった事を検出してＣＰＵ２０１に対して／ＳＭＩ信号をアサートして節電復帰のための割り込み動作を行わせる。ＣＰＵ２０１が節電モードから復帰するとＣＰＵ２０１の／ＱＡＣＫ出力がネゲート（Ｈレベル出力）されるため、節電対応回路２２２はＣＰＵ２０１が節電モードから復帰した事を知ることができる。節電対応回路２２２は信号／ＱＡＣＫがネゲートされた事を検出し、ＰＣＩバスアービタ２１９への／ＲＥＱＯ出力をアサートする。そして、バス調停の結果として、バス利用権が汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ２２１に与えられ、データ転送が開始される。以上の動作を行うことで、汎用ＩＯ ＬＳＩ２２１を使用しながら、システムを深い節電モードに移行していたとしても、システムが節電モードから復帰してから通常のＰＣＩデータ転送を開始するため、従来懸念されていた不具合が発生しなくなる。

なお、本動作を行う為には、節電モード移行中のバスパーキングが汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ以外になっている必要がある（汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩがパーキングデバイスである場合には、既にＰＣＩバスが獲得できている為に信号／ＲＥＱを出力することなくデータ転送をしても良い事がＰＣＩの仕様で唄われており、結果として不具合を起こしてしまう問題を回避するため）。

なお本実施例では既存ＡＳＩＣとの混在を想定し、既存ＡＳＩＣは節電中にＰＣＩバスの使用が必要な場合にはＳＭＩを先に出す仕組みが出来上がっているため、節電対応回路に既存ＡＳＩＣのＳＭＩ出力を入力して内部状態との矛盾が発生しないようにしている。

次に、Ｓｙｓｔｅｍの状態と信号線の相関関係について図８を用いて説明する。Ｓｙｓｔｅｍが通常状態にある時には、汎用ＩＯ Ｉ／Ｆがデータを受信するとＰＣＩバスを獲得する為に／ＲＥＱ出力をアサートする。この信号は、節電回路の／ＲＥＱＩ入力に入るが、節電回路が通常状態にある場合にはそのまま／ＲＥＱＯ出力にそのまま値を出力する。節電回路の／ＲＥＱＯ出力はＰＣＩバスアービタの／ＲＥＱ入力に加わり、アービタに設定されたアービトレーションアルゴリズム（例えばラウンドロビン）に従って優先順位付けが行われ、適当な優先順位で汎用ＩＯ Ｉ／Ｆに対して信号／ＧＮＴをアサートしてＰＣＩ使用権を渡す。Ｓｙｓｔｅｍが節電状態に入る場合には、図７記載の節電モードへの移行フローチャートに準じたＳＷ処理を行う。この処理によって最後にはＣＰＵが節電状態へ入るが、この状態は／ＱＡＣＫ出力信号がアサートされる為に節電回路で検出する。節電中に汎用ＩＯ Ｉ／Ｆがデータを受信すると、ＰＣＩバスの使用権を獲得する為に／ＲＥＱ出力がアサートされ、節電回路の／ＲＥＱＩ入力がＬレベルとなる。節電回路はＰｏｗｅｒＳａｖｅ状態の時に／ＲＥＱＩ入力がアサートされたらまず、／ＳＭＩ出力をアサートし、ＣＰＵに対して節電復帰割り込みを発生させる。節電復帰割り込みを受けたＣＰＵは節電状態から復帰すると同時に／ＱＡＣＫ出力がＨレベルに移行するため、節電状態から復帰したことを節電回路が検出する事が可能となる。節電回路は、／ＲＥＱＯ出力をアサートしてＰＣＩバスアービタに対して汎用ＩＯ Ｉ／Ｆに対するＰＣＩバス使用許諾要求を出し、汎用ＩＯ Ｉ／Ｆに対してバスの使用権を与える。上記の動作を行うことで、汎用ＩＯ Ｉ／Ｆを使用しつつ、深い節電状態に入っている場合においてもデータを安全に転送する事が可能となる。

図９には、本実施例において使用する節電回路の状態遷移図を、図１０には前記状態遷移に対する節電回路の出力信号の真理値表を示す。

なお、本実施例では汎用ＩＯ Ｉ／Ｆが一つしか接続されていないケースについて説明しているが、複数の汎用ＩＯ Ｉ／Ｆが接続されたシステムにおいても、容易な回路構成の変更によって対応することが可能である。

本実施例では、ＰＣＩバスアービタへの／ＲＥＱ入力を制御することで節電中にデータ転送が行われることを防止する方式としているが、／ＧＮＴ出力を制御する方式とする事も可能である。ただし、信号／ＧＮＴを制御する場合には、／ＧＮＴ出力を節電回路にてマスクしてしまうためにＰＣＩバスパーキングが行われなくなる結果入力信号レベルが不定となりラッチアップ等を引き起こす懸念がある。この懸念を回避するため、例えば信号／ＧＮＴをマスクしている間は汎用ＩＯ Ｉ／Ｆ以外のデバイス（Ｂｒｉｄｇｅ等）に信号／ＧＮＴを与えてバスパーキングする方式や、ＰＣＩバスを適切にＰｕｌｌ−ＵｐもしくはＰｕｌｌ−Ｄｏｗｎ処理する方式の他、バスホールド機能を有したＢｕｆｆｅｒを使用する方法を用いることが可能である。

また、本実施例ではＰＣＩバスアービタを一つの機能ブロックとして記載しているが、このアービタは例えばＢｒｉｄｇｅ等に内臓されるものであっても良い。更に、節電回路はＰＣＩバスアービタとは別回路構成としているが、ＰＣＩバスアービタに機能を付加し、同一回路内にバス調停機能と節電機能とを実装することも可能である。

また、上述の実施例ではプリンタを例に挙げたが、節電機能を有するＣＰＵ、ＤＲＡＭを採用するデータ処理システムであればどのようなものでもよい。

従来のデータ処理装置（プリンタ）の構成を説明する図である。 図１のデータ処理装置の節電中の状態を説明する図である。 図１のデータ処理装置が節電中のときに発生する不具合を説明する図である。 従来のデータ処理装置の不具合を特定用途ＩＣで解消した構成例を説明する図である。 図４の構成例の動作を説明する図である。 この発明の実施例の構成を説明する図である。 実施例のおける節電モードへの移行を説明する図である。 実施例におけるシステムの状態と信号の相関関係を示すタイムチャートである。 実施例の節電対応回路の状態遷移図である。 実施例の節電対応回路の出力真理値表を説明する図である。

符号の説明

１０ プリンタ
３０ 通信ネットワーク
４０ ホスト装置
１００ 転写装置
２００ 基板回路部
２０１ ＣＰＵ
２０２ キャッシュメモリ
２０３ バスブリッジ回路
２０４ メモリバス
２０５、２０６ ＤＲＡＭ
２０７ ＰＣＩバス
２０８ ビデオインタフェース回路
２０９ イーサネットインタフェース回路
２０９ インタフェース回路
２１０ ＵＳＢインタフェース回路
２１１ パラレルインタフェース
２１１ パラレルインタフェース回路
２１９ ＰＣＩバスアービタ
２２０ Ｉ／Ｏ ＡＳＩＣ
２２１ 汎用Ｉ／Ｏ ＬＳＩ
２２２ 節電対応回路
２２３ 汎用バス

Claims (4)

1. 入力データの処理等を行うＣＰＵと、データの蓄積等を担うメモリと、外部とデータ通信を行なう機能を有するＩ／Ｏインタフェース回路とを具備し、上記ＣＰＵまたは上記メモリに節電機能を有するデータ処理装置において、
   上記Ｉ／Ｏインタフェース回路からデータ転送要求を受け取るデータ転送要求受信手段と、
   上記ＣＰＵおよび上記メモリが節電状態のときに上記データ転送要求を受け取った場合、上記ＣＰＵに節電解除要求を行なうための割り込み要求を送る割り込み要求送信手段と、
   上記ＣＰＵから節電解除通知を受け取る節電解除通知受信手段とを有し、
   この節電解除通知に応じて上記Ｉ／Ｏインタフェース回路にデータ転送を許諾することを特徴とするデータ処理装置。
2. バス要求を調停するバス調停回路を具備し、上記節電解除通知受信手段が節電解除通知を受け取ったときに上記バス調停回路にバス要求を送り、上記バス調停回路は上記バス要求に対するバス許諾通知を上記Ｉ／Ｏインタフェース回路に送る請求項１記載のデータ処理装置。
3. Ｉ／Ｏインタフェース特定用途ＩＣを具備し、上記Ｉ／Ｏインタフェース特定用途ＩＣは、上記ＣＰＵからの節電状態移行に伴って節電状態へ移行し、データ転送要求を受け取ったときに上記ＣＰＵに節電解除要求を行なうための割り込み要求を送り、上記ＣＰＵから節電解除通知を受け、これに応じてデータ転送を開始し、
   上記割り込み要求送信手段が、上記Ｉ／Ｏインタフェース特定用途ＩＣからの情報に基づいて上記ＣＰＵおよび上記メモリが節電状態であることを判別し、割り込み要求を送信する請求項１または２記載のデータ処理装置。
4. ビデオインタフェース回路を有し、このビデオインタフェース回路に印刷ユニットが接続される請求項１、２または３記載のデータ処理装置。

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