JP2006343946A - Memory access controller, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メモリアクセス制御装置及びコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a memory access control device and a computer program.
従来、メモリシステムの消費電力を低減するために、メモリアクセスが行われていない時はメモリデバイスを低消費電力状態に遷移させることが行われている。また、特許文献1には、複数のデバイスによるバスの使用割合に応じて低消費電力モードへ移行するメモリアクセス制御装置について開示されている。
従来の技術において、メモリデバイスが低消費電力状態のときにメモリにアクセスしたい場合、まずメモリデバイスを低消費電力状態より復帰させてからメモリアクセスする必要があるため、メモリアクセスのレイテンシ(遅延時間)が増大する。これを回避するため、長時間メモリアクセスが発生しないことを、メモリデバイスを低消費電力状態にする条件とすることが考えられる。しかしながら、メモリアクセスが発生しない時間、すなわち、アイドル時間の設定を長くすると、メモリアクセスがそれほど頻繁でないときであっても、メモリデバイスが低消費電力状態となっている時間が少なくなってしまい、メモリシステムの消費電力の低減が困難となってしまう。
しかし、特許文献1の技術における制御対象はCPUであり、制御対象がメモリデバイスである場合に適用することはできない。また、システムクロックの低減により低消費電力モードを実現しているため、クロックが変更できないメモリデバイスに適用することはできない。
In the conventional technology, when it is desired to access the memory when the memory device is in the low power consumption state, it is necessary to first access the memory after returning the memory device from the low power consumption state, so the memory access latency (delay time) Will increase. In order to avoid this, it can be considered that no memory access occurs for a long time as a condition for setting the memory device in a low power consumption state. However, if the memory access does not occur, that is, the idle time is set longer, the time during which the memory device is in a low power consumption state is reduced even when the memory access is not so frequent. It becomes difficult to reduce the power consumption of the system.
However, the control target in the technique of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、低消費電力状態に移行するアイドル時間の条件をメモリアクセスの頻度に応じて変更することにより、メモリアクセスのレイテンシを押さえながら、消費電力を効率的に低減することができるメモリアクセス制御装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. By changing the idle time condition for shifting to the low power consumption state according to the frequency of memory access, the power consumption can be reduced while suppressing the latency of memory access. An object of the present invention is to provide a memory access control device and a computer program capable of efficiently reducing the above.
上記した課題を解決するために本発明は、メモリアクセスの要求を調停するメモリアクセス調停手段を有するメモリアクセス制御装置において、メモリデバイスを低消費電力状態に遷移させるメモリ電力モード制御手段と、メモリアクセスの消費帯域を測定するメモリ消費帯域測定手段と、上記メモリ消費帯域測定手段により測定したメモリアクセスの消費帯域の測定結果と、1つまたは段階的な複数の閾値とを比較して、メモリ消費帯域のクラスが複数クラスのうちいずれであるかを判定するメモリ消費帯域判定手段と、前記メモリ消費帯域判定手段によって判定されたメモリ消費帯域のクラスに応じて、低消費電力状態に遷移するアイドル時間条件を決定するアイドル時間決定手段と、前記アイドル時間決定手段により決定したアイドル時間条件の間メモリアクセスが発生しないときに、前記メモリ電力モード制御手段を用いて前記メモリデバイスを低消費電力状態に遷移させる自動電力低減手段と、を有することを特徴とするメモリアクセス制御装置である。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a memory access control device having a memory access arbitration unit that arbitrates a memory access request, a memory power mode control unit that shifts a memory device to a low power consumption state, and a memory access. Memory consumption bandwidth measuring means for measuring the consumption bandwidth of the memory, a result of measuring the memory access consumption bandwidth measured by the memory consumption bandwidth measurement means, and one or a plurality of stepwise threshold values, Memory consumption bandwidth determining means for determining which class is a plurality of classes, and an idle time condition for transitioning to a low power consumption state in accordance with the memory consumption bandwidth class determined by the memory consumption bandwidth determination means Idle time determining means for determining the idle time determined by the idle time determining means An automatic power reduction means for causing the memory device to transition to a low power consumption state using the memory power mode control means when no memory access occurs during an interval condition. is there.
また、本発明は、上述するメモリアクセス制御装置であって、前記アイドル時間決定手段は、前記アイドル時間条件を、より大きなメモリ消費帯域に対応するクラスほど長くなるよう決定する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the memory access control device described above, wherein the idle time determining means determines the idle time condition so that it becomes longer for a class corresponding to a larger memory consumption band. .
また、本発明は、上述するメモリアクセス制御装置であって、前記アイドル時間条件を変更する電力低減条件変更手段をさらに有する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the memory access control device described above, further comprising power reduction condition changing means for changing the idle time condition.
また、本発明は、メモリアクセスの要求を調停するメモリアクセス調停手段を有するメモリアクセス制御装置に用いられるコンピュータプログラムであって、メモリアクセスの消費帯域を測定するステップと、測定したメモリアクセスの消費帯域の測定結果と、1つまたは段階的な複数の閾値とを比較して、メモリ消費帯域のクラスが複数クラスのうちいずれであるかを判定するステップと、判定されたメモリ消費帯域のクラスに応じて、低消費電力状態に遷移するアイドル時間条件を決定するステップと、決定したアイドル時間条件の間メモリアクセスが発生しないときに、前記メモリデバイスを低消費電力状態に遷移させるステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。 The present invention also relates to a computer program used in a memory access control device having a memory access arbitration unit that arbitrates a memory access request, the step of measuring a memory access consumption band, and the measured memory access consumption band. The step of comparing the measurement result of the above and one or a plurality of stepwise thresholds to determine which of the plurality of classes of memory consumption bandwidth is in accordance with the determined class of memory consumption bandwidth And determining the idle time condition for transitioning to the low power consumption state, and causing the computer to transition to the low power consumption state when no memory access occurs during the determined idle time condition. A computer program that is executed.
上記発明によれば、メモリアクセスが閑散な時は、低消費電力状態へ移行するためのアイドル時間条件を短くすることにより、頻繁にメモリデバイスを低消費電力状態にして消費電力を低減し、メモリアクセスが頻繁な時は、アイドル時間条件を長くすることにより、ほとんどメモリデバイスを低消費電力状態にしないようにしてメモリアクセスの性能を高める。これにより、メモリアクセスの性能と消費電力の自動的なトレードオフを実現することが可能となる。また、クロックの低減により消費電力を抑えることができないメモリデバイスにも有効である。 According to the above invention, when the memory access is quiet, the idle time condition for shifting to the low power consumption state is shortened, so that the memory device is frequently set to the low power consumption state to reduce the power consumption. When access is frequent, the memory access performance is improved by increasing the idle time condition so that the memory device is hardly put into a low power consumption state. This makes it possible to realize an automatic trade-off between memory access performance and power consumption. It is also effective for memory devices that cannot reduce power consumption due to clock reduction.
以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態によるメモリアクセス制御装置の構成を示すブロック図である。このメモリアクセス制御装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の機能が使用可能なMFP(Multi Function Printer)などの画像データ処理装置に用いられる。メモリアクセス制御装置は、メモリデバイスであるSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)とのインタフェース(I/F)を有し、リフレッシュ部1、ホストインタフェース部2、モニタ部3、メモリアクセス調停部4、キューイングバッファ5、コマンドディスパッチャ部6、デバイスマネージャ部7、コマンド発生部8、ストローブ発生部9、OPB(On-Chip Peripheral Bus)インタフェース部10、及び、メモリクロック生成部11を備える。ここでは、SDRAMを、メモリクロックの変更ができないDDR(Double Data Rate) SDRAMであるとする。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a memory access control apparatus according to an embodiment of the present invention. This memory access control device is used in an image data processing device such as an MFP (Multi Function Printer) capable of using functions such as a copying machine, a printer, and a facsimile. The memory access control device has an interface (I / F) with an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) which is a memory device, and includes a
リフレッシュ部1は、メモリアクセス調停部4へSDRAMのリフレッシュ要求を行う。ホストインタフェース部2は、メモリトランザクションの要求を行うホストのモジュールであり、ホストの各種要求をアビトレーションしてSDRAMへのアクセス要求を発行する。モニタ部3は、SDRAMへのアクセス要求の頻度から、どれぐらいメモリアクセス要求がなければSDRAMを低消費電力状態に遷移させるかの条件を決定する。メモリアクセス調停部4は、メモリアクセス要求を調停し、リフレッシュを行うか、あるいは、メモリトランザクションを発生させるかを決定する。メモリトランザクションを発生する場合、キューイングバッファ5へキューイングする。キューイングバッファ5は、トランザクションファイルであり、メモリトランザクションを保持する。
The
コマンドディスパッチャ部6は、キューイングバッファ5にキューイングされたトランザクションファイルについて、SDRAMに対してどのようなコマンドを発行するかを決定し、SDRAMに対するシーケンス等を制御する。例えば、一つのメモリに対してロー(ROW)アドレス/カラム(COL)アドレスを与える。デバイスマネージャ部7は、メモリデバイス(SDRAM)の状態を内部的にミラーリングしてコマンドディスパッチャ部6へ通知し、コマンドをいつ発行できるかを調停する。コマンド発生部8は、コマンドディスパッチャ部6からのコマンド発生要求に応じてSDRAMに対する信号を駆動する。
The command dispatcher unit 6 determines what command is issued to the SDRAM with respect to the transaction file queued in the queuing
ストローブ発生部9は、コマンド発生部8が発行するリード/ライトのコマンドに同期してデータ転送のトリガを受け、データ転送のタイミング、すなわち、ホストインタフェース部2との間のリード/ライトデータの受け渡しのタイミングを司る。例えば、SDRAMからメモリリードするときには、SDRMAへメモリリードを与える。そして、SDRAMからリードデータが返ってくるタイミングに併せてホストに対してリードのストローブを返す。SDRAMへメモリライトするときには、SDRAMにライトのタイミングに併せてホストに対してライトデータのストローブを与え、ライトするデータを引き出す。OPBインタフェース部10は、各種設定を行うためのレジスタであり、設定レジスタのためのインタフェースと、実際の設定レジスタからなるモジュールである。メモリクロック生成部11は、源発振器が発信する周波数からメモリクロック及びメモリインタフェースクロックを発生させる。
The strobe generating
次に、メモリアクセス制御装置の動作について説明する。
画像データ処理装置は、ホストインタフェース部2を介してホストからのメモリアクセス要求を受ける。例えば、印刷を初めることを想定する。SDRAM上には、スキャナで読み取った画像などのパターンがビットマップデータとして保持されている。印刷を始める場合、SDRAMにメモリにあるこのビットマップデータをリードするメモリトランザクションを発生させる。これにより、メモリアクセス調停部4によって、メモリトランザクションがキューイングバッファ5にキューイングされる。
Next, the operation of the memory access control device will be described.
The image data processing apparatus receives a memory access request from the host via the
一方、モニタ部3は、ホストインタフェース部2を介してメモリアクセス調停部4へ発行されるメモリアクセス要求から、メモリアクセス消費帯域を測定する。メモリアクセス消費帯域は、単位時間あたり発生したメモリアクセス要求に使用された帯域であり、メモリアクセス要求の発生頻度を示す。モニタ部3は、メモリアクセス消費帯域の測定結果と、1つ以上の段階的な値の閾値とを比較して、メモリ消費帯域のクラス(以下、単に「クラス」とも記載)が複数クラスのうちいずれであるかを判定する。例えば、閾値がa1,a2,…,anであり、a1<a2<…<anの関係があるとする。モニタ部3は、メモリアクセスの消費帯域の測定結果が閾値a1を超えていなければクラス0、閾値a1以上閾値a2未満であればクラス1、…、閾値an以上であればクラスnと判定する。閾値が1つのみであれば、この閾値を超えているか否かにより2つのクラスのいずれであるかを判定する。モニタ部3はこの判定したメモリ消費帯域のクラスに応じて、低消費電力状態に遷移する条件となるアイドル時間であるアイドル時間条件を決定する。アイドル時間とは、メモリアクセス要求が全く発生しない時間である。このとき、モニタ部3は、メモリアクセスの消費帯域がより多いクラスほど、アイドル時間条件を長く決定する。すなわち、メモリ消費帯域のクラスiに対応するアイドル時間条件をtiとすると、t0<t1<t2…<tnの関係がある(但し、0<i<n)。
On the other hand, the
モニタ部3において決定したアイドル時間条件の間、メモリアクセス要求が発行されないことを検出した場合、デバイスマネージャ部7は、メモリデバイスを低消費電力状態に遷移させるためのパワーダウン要求をメモリアクセス調停回路4に出力する。メモリアクセス調停部4は、パワーダウン要求のトランザクションをキューイングバッファ5へ登録する。これにより、コマンドディスパッチャ部6は、パワーダウンを指示するクロック・イネーブル信号CKEの発行要求をコマンド発生部8に発行し、コマンド発生部8は、クロック・イネーブル信号CKEをSDRAMへ出力する。クロック・イネーブル信号CKEを受信したSDRAMは、低消費電力状態に遷移する。
When it is detected that the memory access request is not issued during the idle time condition determined in the
また、コマンドを投入することにより、アイドル時間条件を変更することが可能である。OPBインタフェース部10は、変更後のアイドル時間条件をOPBから受信すると、モニタ部3へ出力する。モニタ部3は、現在のアイドル時間条件を、受信したアイドル時間条件に変更する。また、アイドル時間条件の変更対象であるメモリ消費帯域のクラスと、変更後のアイドル時間条件とをOPBから受信した場合、モニタ部3は、ダイレクトコマンド要求で指示されたように、メモリ消費帯域のクラスに対応するアイドル時間条件を変更する。
Further, it is possible to change the idle time condition by inputting a command. When receiving the changed idle time condition from the OPB, the
図2は、上記処理をソフトウェアにより実現する場合のメモリアクセス制御装置の処理フローを示す。メモリアクセス制御装置がホストからメモリアクセス要求を受けると、モニタ部3は、ホストインタフェース部2からメモリアクセス調停部4へ発行されるメモリアクセス要求より、メモリアクセス消費帯域を測定する(ステップS110)。モニタ部3は、メモリアクセスの消費帯域の測定結果と、予め記憶しておいた閾値とメモリ消費帯域のクラスとの関係のデータからメモリ消費帯域のクラスを判定する(ステップS120)。続いて、モニタ部3は、予め記憶しておいたメモリ消費帯域のクラスとアイドル時間条件との関係のデータから、判定したメモリ消費帯域のクラスに対応したアイドル時間条件を決定する(ステップS130)。デバイスマネージャ部7は、モニタ部3が決定したアイドル時間条件の間、メモリアクセス要求が発生しないことを検出すると(ステップS140:Yes)、メモリデバイスを低消費電力状態に遷移させるための指示をメモリアクセス調停部4に出力する(ステップS150)。メモリアクセス調停部4が、パワーダウン要求のトランザクションをキューイングバッファ5へ登録することにより、コマンドディスパッチャ部6は、パワーダウンを指示するクロック・イネーブル信号CKEの発行要求をコマンド発生部8に発行し、コマンド発生部8は、クロック・イネーブル信号CKEをSDRAMへ出力する。
FIG. 2 shows a processing flow of the memory access control device when the above processing is realized by software. When the memory access control device receives a memory access request from the host, the
上記実施の形態によれば、メモリアクセス制御装置において、メモリ消費帯域が少ないときは、メモリアクセスのレイテンシ(遅延)が増えてもシステムに与える影響は少ないものと判断し、アイドル時間条件を短めに設定してこまめにメモリデバイスを低消費電力状態にするよう制御する。また、メモリアクセス消費帯域が増えるに従って、アイドル時間条件を徐々に長くなるように制御することことによって、メモリアクセスの頻度が多いときにはメモリデバイスをほとんど低消費電力状態にさせないようにして、メモリアクセスを向上させる。 According to the above embodiment, in the memory access control device, when the memory consumption band is small, it is determined that the increase in memory access latency (delay) has little effect on the system, and the idle time condition is shortened. Set frequently to control the memory device to a low power consumption state. In addition, by controlling the idle time condition to gradually increase as the memory access consumption bandwidth increases, the memory device is kept in a low power consumption state when the frequency of memory access is high. Improve.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、メモリアクセス制御装置の各部は、専用のハードウェア(例えば、ワイヤードロジック等)により実現されるものであってもよく、また、メモリおよびCPU(中央処理装置)により構成され、各部の機能を実現するためのプログラムをメモリからロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。また、メモリアクセス制御装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、メモリアクセス制御装置の各部に必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 The embodiments of the present invention have been described above. However, each unit of the memory access control device may be realized by dedicated hardware (for example, wired logic), and the memory and CPU (central The processing device may be configured to load the program for realizing the function of each unit from the memory and execute it, thereby realizing the function. In addition, a program for realizing the function of the memory access control device is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed, thereby executing the memory access control device. You may perform a process required for each part. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in the computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It also includes a device (transmission medium or transmission wave) and a device that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system serving as a server or client in that case. The program may be for realizing a part of the functions described above, and further, a program that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system, a so-called difference file (difference). Program).
1・・・リフレッシュ部
2・・・ホストインタフェース部
3・・・モニタ部(メモリ消費帯域測定手段、メモリ消費帯域判定手段、アイドル時間決定手段)
4・・・メモリアクセス調停部(メモリアクセス調停手段、メモリ電力モード制御手段)
5・・・キューイングバッファ
6・・・コマンドディスパッチャ部(メモリ電力モード制御手段)
7・・・デバイスマネージャ部(自動電力低減手段)
8・・・コマンド発生部(メモリ電力モード制御手段)
9・・・ストローブ発生部
10・・・OPBインタフェース部(電力低減条件変更手段)
11・・・メモリクロック生成部
DESCRIPTION OF
4 ... Memory access arbitration unit (memory access arbitration means, memory power mode control means)
5 ... Queuing buffer 6 ... Command dispatcher (memory power mode control means)
7 ... Device manager (automatic power reduction means)
8 ... Command generator (memory power mode control means)
9 ...
11: Memory clock generator
Claims (4)
メモリデバイスを低消費電力状態に遷移させるメモリ電力モード制御手段と、
メモリアクセスの消費帯域を測定するメモリ消費帯域測定手段と、
上記メモリ消費帯域測定手段により測定したメモリアクセスの消費帯域の測定結果と、1つまたは段階的な複数の閾値とを比較して、メモリ消費帯域のクラスが複数クラスのうちいずれであるかを判定するメモリ消費帯域判定手段と、
前記メモリ消費帯域判定手段によって判定されたメモリ消費帯域のクラスに応じて、低消費電力状態に遷移するアイドル時間条件を決定するアイドル時間決定手段と、
前記アイドル時間決定手段により決定したアイドル時間条件の間メモリアクセスが発生しないときに、前記メモリ電力モード制御手段を用いて前記メモリデバイスを低消費電力状態に遷移させる自動電力低減手段と、
を有することを特徴とするメモリアクセス制御装置。 In a memory access control device having memory access arbitration means for arbitrating a memory access request,
Memory power mode control means for transitioning the memory device to a low power consumption state;
Memory consumption bandwidth measuring means for measuring memory access consumption bandwidth;
The memory consumption bandwidth measurement result measured by the memory consumption bandwidth measuring means is compared with one or a plurality of stepwise thresholds to determine whether the memory consumption bandwidth class is a plurality of classes. Memory consumption bandwidth determination means to perform,
Idle time determining means for determining an idle time condition for transitioning to a low power consumption state according to the class of the memory consumed band determined by the memory consumed band determining means;
Automatic power reduction means for transitioning the memory device to a low power consumption state using the memory power mode control means when no memory access occurs during the idle time condition determined by the idle time determination means;
A memory access control device comprising:
メモリアクセスの消費帯域を測定するステップと、
測定したメモリアクセスの消費帯域の測定結果と、1つまたは段階的な複数の閾値とを比較して、メモリ消費帯域のクラスが複数クラスのうちいずれであるかを判定するステップと、
判定されたメモリ消費帯域のクラスに応じて、低消費電力状態に遷移するアイドル時間条件を決定するステップと、
決定したアイドル時間条件の間メモリアクセスが発生しないときに、前記メモリデバイスを低消費電力状態に遷移させるステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
A computer program used in a memory access control device having a memory access arbitration means for arbitrating a memory access request,
Measuring memory access bandwidth consumption; and
Comparing the measurement result of the measured bandwidth consumption of memory access with one or a plurality of stepwise thresholds to determine which of the plurality of classes of memory consumption bandwidth is;
Determining an idle time condition for transitioning to a low power consumption state according to the determined class of memory consumption bandwidth;
Transitioning the memory device to a low power consumption state when no memory access occurs during the determined idle time condition;
A computer program for causing a computer to execute.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |