JP2007157068A - SOCchip - Google Patents
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Abstract
【課題】 ASICパッケージが大きくなってコストが大きくなる。
【解決手段】 SOC Chipのパッケージ耐電圧、熱容量を越えないように内部ハードウェアモジュールを停止、CPUの内部周波数の低増、L2キャッシュの動的ON/OFFを行い内部消費電力を抑えるとともに、パッケージ耐圧を越えないながらもパフォーマンスをそれなりに維持できるようなJOBコントロールを行う。
【選択図】 図7
【解決手段】 SOC Chipのパッケージ耐電圧、熱容量を越えないように内部ハードウェアモジュールを停止、CPUの内部周波数の低増、L2キャッシュの動的ON/OFFを行い内部消費電力を抑えるとともに、パッケージ耐圧を越えないながらもパフォーマンスをそれなりに維持できるようなJOBコントロールを行う。
【選択図】 図7
Description
モノクロ、カラーページプリンタやモノクロ、カラーデジタル複写機等やその他民生品で有効である。
最近のASIC(特定用途向き集積回路)は微細化により高集積化が進み内部にCPUを内蔵したり数多くのハードウェアモジュールが搭載されるようになってきた。また高周波数化もすすんでいる。また多機能化により多ピン化もされている。そのようなことから消費電流の増大。さらにコア電圧の低電圧化といった方向にも進んでおり、どちらにしてもASICのパッケージは大きくなっている。
特開2003−345567に関して重いPDLデータ等を判別するような場合はCPU周波数を上げる等の記載もある。
特開2003−345567号公報
上記で説明した通り、最近の大規模ASICやSOC ChipによってASICのパッケージ寸法は大きくなっている。ASICを最初に検討し、設計を開始し、とりあえずパッケージ等とコストを算出するが、設計当初からASICパッケージを大きくしてコストをあげる要因にしているものは3つある。
(1)見積もりより回路規模が大きくなりダイサイズが大きくなってしまいパッケージが大きくなる(ダイネック)
(2)必要なピンが増えてしまい、パッケージが大きくなる(ピンネック)
(3)内部ロジックの増大等により消費電流が大きく電源ピンを増やしたり、実際にパッケージの持つ熱容量を越えてしまう
上記の要因でパッケージの寸法が増大しコストアップになるケースがあるが、本発明では(3)の理由によるコストアップが発生しないように考案する。
(2)必要なピンが増えてしまい、パッケージが大きくなる(ピンネック)
(3)内部ロジックの増大等により消費電流が大きく電源ピンを増やしたり、実際にパッケージの持つ熱容量を越えてしまう
上記の要因でパッケージの寸法が増大しコストアップになるケースがあるが、本発明では(3)の理由によるコストアップが発生しないように考案する。
CPUの逓倍率を動的に変更できる手段をゆうし、CPUのL2キャッシュを動的にON/OFFできる手段を有し、また幾つかのハードウェアを公知であるゲーテッドクロック等の手段により消費電力を下げる手段を有し、またその様々な要因から各ハードウェアモジュールの消費電力量と効率的なJOBスケジュールを算出できる管理手段をゆうすることを特徴とする。
ASICのパッケージサイズを小さく抑えることにより、コストアップの低下、実装製等の低下という効果とともに省電力にもつながる。
図1は、実施形態のシステムの構成概念図であり、図1は比較的な簡単なネットワーク構成を示している。
コンピュータは、サーバコンピュータ102とクライアントコンピュータ103a,103b及び103cがあり、サーバコンピュータ102は、これらのクライアントコンピュータを管理している。なお、図示されていないが、クライアントコンピュータは、これらのほかにも多数接続されており、以下、クライアントコンピュータを代表して103と表記する。
また、ネットワーク101には、MFP(Multi Function Peripheral:マルチファンクション周辺機器)104、105及び、プリンタ107が接続されている。
MFP104は、高解像度、高階調のフルカラーでスキャンまたは、プリントなどが可能なフルカラーMFPであり、データ量が膨大となる場合、独立したインターフェイス(後述の205)で複数ビットを同時に送受できるものである。一方、MFP105はモノクロにてスキャン、プリントなどを行うMFPである。また、図示していないがネットワーク101上には上記以外のMFPを初め、スキャナ、プリンタあるいは、FAXなどその他の機器も接続されている。
更に、スキャナ106は紙ドキュメントからの画像イメージを取り込む装置で、図のようにネットワークに接続されているものの他に、SCSIインターフェイスなどでコンピュータに接続されるものがある。また、スキャナ自体はMFP105の一部の機能としてサポートされている場合もある。
ここで、クライアントコンピュータ103上では、いわゆるDTP(Desk Top Publishing)を実行するアプリケーションソフトウェアを動作させ、各種文書/図形が作成/編集される。クライアントコンピュータ103は作成された文書/図形をページ記述言語PDL(Page Description Language)に変換し、ネットワーク101を経由してMFP104や105に送出することで、プリントアウトを行う。
[MFP105の構成]
次に、MFP105の構成について説明する。図2に示すように、MFP105は、画像読み取りを行うスキャナ部201とその画像データを画像処理するスキャナIP部202と、ファクシミリなどに代表される電話回線を利用した画像の送受信を行うFAX部203と、ネットワークを利用して画像データや装置情報をやりとりするNIC(Network Interface Card)部204と、MFP105との情報交換を行う専用I/F部205とを備えている。そして、MFP105の使い方に応じて、コア部206は、メモリ部211あるいは、そのメモリ部を区分けして利用されるボックス部212と連携して画像信号を一時格納したり、経路を決定したりする制御を行う。
次に、MFP105の構成について説明する。図2に示すように、MFP105は、画像読み取りを行うスキャナ部201とその画像データを画像処理するスキャナIP部202と、ファクシミリなどに代表される電話回線を利用した画像の送受信を行うFAX部203と、ネットワークを利用して画像データや装置情報をやりとりするNIC(Network Interface Card)部204と、MFP105との情報交換を行う専用I/F部205とを備えている。そして、MFP105の使い方に応じて、コア部206は、メモリ部211あるいは、そのメモリ部を区分けして利用されるボックス部212と連携して画像信号を一時格納したり、経路を決定したりする制御を行う。
次に、コア部206から出力された画像データは、プリンタIP部207及び、スクリーニング部208を経由して画像形成を行うプリンタ部209に送られる。プリンタ部209でプリントアウトされたシートはオンラインフィニッシャ部210へ送り込まれ、シートの仕分け処理やシートの仕上げ処理が行われる。
コア部206はバスの交通整理を行っており、MFPの使い方に応じて、以下の(A)〜(I)のようにパス切り替えが行われている。また、データがネットワークを経由する際には、JPEG,JBIG,ZIPなど圧縮データを使用することも一般知られており、データがMFPに入った後、このコア部にて解凍(伸張)される。
(A) 複写機能:スキャナ部201→コア部206→プリンタ部209
(B) ネットワークスキャナ:スキャナ部201→コア部206→NIC部204
(C) ネットワークプリンタ:NIC部204→コア部206→プリンタ部209
(D) ファクシミリ送信機能:スキャナ部201→コア部206→FAX部203
(E) ファクシミリ受信機能:FAX部203→コア部206→プリンタ部209
(F) ボックス受信機能1:NIC部204→コア部206→ボックス部212
(G) ボックス受信機能2:スキャナ部201→コア部206→ボックス部212
(H) ボックス送信機能1:ボックス部212→コア部206→NIC部204
(I) ボックス送信機能2:ボックス部212→コア部206→プリンタ部209
ここで、ボックス受信/ボックス送信とは、ボックス部212を利用した、データの入力や格納、あるいは、格納されたデータの出力を意味しており、ジョブ毎やユーザ毎にメモリを分割して一次的にデータを保存して、ユーザIDやパスワードを組み合わせてデータの送受信を行う機能である。
(B) ネットワークスキャナ:スキャナ部201→コア部206→NIC部204
(C) ネットワークプリンタ:NIC部204→コア部206→プリンタ部209
(D) ファクシミリ送信機能:スキャナ部201→コア部206→FAX部203
(E) ファクシミリ受信機能:FAX部203→コア部206→プリンタ部209
(F) ボックス受信機能1:NIC部204→コア部206→ボックス部212
(G) ボックス受信機能2:スキャナ部201→コア部206→ボックス部212
(H) ボックス送信機能1:ボックス部212→コア部206→NIC部204
(I) ボックス送信機能2:ボックス部212→コア部206→プリンタ部209
ここで、ボックス受信/ボックス送信とは、ボックス部212を利用した、データの入力や格納、あるいは、格納されたデータの出力を意味しており、ジョブ毎やユーザ毎にメモリを分割して一次的にデータを保存して、ユーザIDやパスワードを組み合わせてデータの送受信を行う機能である。
更に、RIP(Raster Image Processor)部213は、NIC部204から入力されたPDLデータを必要に応じて、ビットマップ画像に展開する役割を果たす。
[スキャナ部201の構成]
図3を用いてスキャナ部201の構成を説明する。301は原稿台ガラスであり、読み取られるべき原稿302が置かれる。原稿302は照明ランプ303により照射され、その反射光はミラー304、305、306を経て、レンズ307によりCCD308上に結像される。ミラー304、照明ランプ303を含む第1ミラーユニット310は速度vで移動し、ミラー305、306を含む第2ミラーユニット311は速度v/2で移動することにより、原稿302の全面を走査する。第1ミラーユニット310及び第2ミラーユニット311はモータ309により駆動する。
図3を用いてスキャナ部201の構成を説明する。301は原稿台ガラスであり、読み取られるべき原稿302が置かれる。原稿302は照明ランプ303により照射され、その反射光はミラー304、305、306を経て、レンズ307によりCCD308上に結像される。ミラー304、照明ランプ303を含む第1ミラーユニット310は速度vで移動し、ミラー305、306を含む第2ミラーユニット311は速度v/2で移動することにより、原稿302の全面を走査する。第1ミラーユニット310及び第2ミラーユニット311はモータ309により駆動する。
[スキャナIP部202の構成]
モノクロ画像用であるMFP105では、図4に従って、単色の1ラインCCDセンサ308を用いて、単色でA/D変換401及び、シェーディング402を行ったのちコア部206に送られる。
モノクロ画像用であるMFP105では、図4に従って、単色の1ラインCCDセンサ308を用いて、単色でA/D変換401及び、シェーディング402を行ったのちコア部206に送られる。
[FAX部203の構成]
FAX部203は、まず、受信時には、電話回線から来たデータをNCU(Network Control Unit)で受け取り、電圧の変換を行い、モデムの中の復調部でA/D変換及び復調操作を行った後、伸張し、ラスタデータに展開する。一般にFAXでの圧縮伸張にはランレングス法などが用いられる。ラスタデータに変換された画像は、メモリ部で一時保管され、画像データに転送エラーがないことを確認後、コア部206へ送られる。
FAX部203は、まず、受信時には、電話回線から来たデータをNCU(Network Control Unit)で受け取り、電圧の変換を行い、モデムの中の復調部でA/D変換及び復調操作を行った後、伸張し、ラスタデータに展開する。一般にFAXでの圧縮伸張にはランレングス法などが用いられる。ラスタデータに変換された画像は、メモリ部で一時保管され、画像データに転送エラーがないことを確認後、コア部206へ送られる。
次に、送信時には、コア部よりやってきたラスタイメージの画像信号に対して、ランレングス法などの圧縮を施し、モデムの変調部にてD/A変換及び変調操作を行った後、NCUを介して電話回線へと送られる。
[NIC部204の構成]
NIC部204は、ネットワーク101に対してのインターフェイスの機能を持つのが、このNIC部204であり、例えば100Base-Txや1GBase−TxなどのLANケーブルなどを利用して外部からの情報を入手したり、外部へ情報を流したりする役割を果たす。
NIC部204は、ネットワーク101に対してのインターフェイスの機能を持つのが、このNIC部204であり、例えば100Base-Txや1GBase−TxなどのLANケーブルなどを利用して外部からの情報を入手したり、外部へ情報を流したりする役割を果たす。
外部より情報を入手する場合は、まず、トランスで電圧変換され、LANコントローラに送られる。LANコントローラは、その内部に第1バッファメモリを持っており、その情報が必要な情報か否かを判断した上で、第2バッファメモリに送った後、コア部206に信号を流す。
次に、外部に情報を提供する場合には、コア部206より送られてきたデータは、LANコントローラで必要な情報を付加して、トランスを経由してネットワーク101に接続される。
[プリンタIP部207の構成]
モノクロの場合は、図5に示すように、出力マスキング部501は持っていないが、空間フィルタ部503の後に、二値化回路504により8bitから1bitのデータに変換される。
モノクロの場合は、図5に示すように、出力マスキング部501は持っていないが、空間フィルタ部503の後に、二値化回路504により8bitから1bitのデータに変換される。
[プリンタ部209の構成(モノクロMFP105の場合)]
図8に、モノクロプリンタ部の概観図を示す。813は、ポリゴンミラーであり、4つの半導体レーザ605より発光されたレーザ光を受ける。レーザ光はミラー814、815、816をへて感光ドラム817を走査露光する。一方、830は黒色のトナーを供給する現像器であり、レーザ光に従い、感光ドラム817上にトナー像を形成し、トナー像がシートに転写され、出力画像を得ることができる。
図8に、モノクロプリンタ部の概観図を示す。813は、ポリゴンミラーであり、4つの半導体レーザ605より発光されたレーザ光を受ける。レーザ光はミラー814、815、816をへて感光ドラム817を走査露光する。一方、830は黒色のトナーを供給する現像器であり、レーザ光に従い、感光ドラム817上にトナー像を形成し、トナー像がシートに転写され、出力画像を得ることができる。
シートカセット834、835および、手差しトレイ836のいずれかより給紙されたシートは、レジストローラ837を経て、転写ベルト838上に吸着され、搬送される。給紙のタイミングと同期がとられて、予め感光ドラム817にはトナーが現像されており、シートの搬送とともに、トナーがシートに転写される。トナーが転写されたシートは、分離され、定着器840によって、トナーがシートに定着される。定着器840を抜けたシートはフラッパ850により一旦下方向へ導かれてシートの後端がフラッパ850を抜けた後、スイッチバックさせて排出する。これによりフェイスダウン状態で排出され、先頭頁から順にプリントしたときに正しいページ順となる。
[フィニッシャ部209の構成]
図9に、フィニッシャ部の断面構造図を示す。プリンタ部209の定着部740(または、840)を排出したシートは、フィニッシャ部209に入る(フィニッシャが接続されている場合)。フィニッシャ部209には、サンプルトレイ901及びスタックトレイ902があり、ジョブの種類や排出されるシートの枚数に応じて切り替えて排出される。
図9に、フィニッシャ部の断面構造図を示す。プリンタ部209の定着部740(または、840)を排出したシートは、フィニッシャ部209に入る(フィニッシャが接続されている場合)。フィニッシャ部209には、サンプルトレイ901及びスタックトレイ902があり、ジョブの種類や排出されるシートの枚数に応じて切り替えて排出される。
ソート方式には2通りあり、複数のビンを有して各ビンに振り分けるビンソート方式と、後述の電子ソート機能とビン(または、トレイ)を奥手前方向にシフトしてジョブ毎に出力シートを振り分けるシフトソート方式によるソーティングを行うことができる。電子ソート機能は、コレートと呼ばれ、前述のコア部で説明した大容量メモリを持っていれば、このバッファメモリを利用して、バッファリングしたページ順と排出順を変更する、いわゆるコレート機能を用いることで電子ソーティングの機能もサポートできる。次にグループ機能は、ソーティングがジョブ毎に振り分けるのに対し、ページ毎に仕分けする機能である。
更に、スタックトレイ902に排出する場合には、シートが排出される前のシートをジョブ毎に蓄えておき、排出する直前にステープラ905にてバインドすることもできる。
そのほか、上記2つのトレイに至るまでに、紙をZ字状に折るためのZ折り機904、ファイル用の2つ(または3つ)の穴開けを行うパンチャ906があり、ジョブの種類に応じてそれぞれの処理を行う。
更に、サドルステッチャ907は、シートの中央部分を2ヶ所バインドした後に、シートの中央部分をローラに噛ませることによりシートを半折りし、週刊誌やパンフレットのようなブックレットを作成する処理を行う。サドルステッチャ907で製本されたシートは、ブックレットトレイ908に排出される。
そのほか、図には記載されていないが、製本のためのグルー(糊付け)によるバインドや、あるいはバインド後にバインド側と反対側の端面を揃えるためのトリム(裁断)などを加えることも可能である。
また、インサータ903はトレイ910にセットされたシートをプリンタへ通さずにトレイ901、902、908のいずれかに送るためのものである。これによってフィニッシャ209に送り込まれるシートとシートの間にインサータ903にセットされたシートをインサート(中差し)することができる。インサータ903のトレイ910にはユーザによりフェイスアップの状態でセットされるものとし、ピックアップローラ911により最上部のシートから順に給送する。従って、インサータ903からのシートはそのままトレイ901、902へ搬送することによりフェイスダウン状態で排出される。サドルステッチャ907へ送るときには、一度パンチャ906側へ送り込んだ後スイッチバックさせて送り込むことによりフェースの向きを合わせる。
次に、トリマ(裁断機)912について説明する。サドルステッチャ907においてブックレット(中綴じの小冊子)にされた出力は、このトリマ912に入ってくる。その際に、まず、ブックレットの出力は、ローラで予め決められた長さ分だけ紙送りされ、カッター部913にて予め決められた長さだけ切断され、ブックレット内の複数ページ間でばらばらになっていた端部がきれいに揃えられることとなる。そして、ブックレットホールド部914に格納される。
[RIP部213の構成]
図10に示すように、RIP部へは通常、NIC部211あるいは、それ以外のUSBやパラレルなどのインターフェイスから入力される。次に、入力デバイス制御部1001よりサーバ(プリントマネージャ115)内に入り、サーバに様々なクライアントアプリケーションを連結することにおいてその役割を果たす。入力としてページ記述言語PDL(Page Description Language)データとJCL(Job Control Language)データを受け付ける。それはプリンタとサーバに関する状態情報であって様々なクライアントに対応する。このモジュール(入力デバイス制御部1001)の出力は、適切なPDLとJCLの構成要素すべてを結合する役割を持つ。
図10に示すように、RIP部へは通常、NIC部211あるいは、それ以外のUSBやパラレルなどのインターフェイスから入力される。次に、入力デバイス制御部1001よりサーバ(プリントマネージャ115)内に入り、サーバに様々なクライアントアプリケーションを連結することにおいてその役割を果たす。入力としてページ記述言語PDL(Page Description Language)データとJCL(Job Control Language)データを受け付ける。それはプリンタとサーバに関する状態情報であって様々なクライアントに対応する。このモジュール(入力デバイス制御部1001)の出力は、適切なPDLとJCLの構成要素すべてを結合する役割を持つ。
次に、1002は入力ジョブ制御部で、ジョブの要求されたリストを管理し、サーバに提出される個々のジョブにアクセスするために、ジョブリストを作成する。更に、このモジュール(入力ジョブ制御部1002)には、ジョブのルートを決めるジョブルーティング、分割してRIPするか否かを司るジョブスプリット、そしてジョブの順序を決めるジョブスケジューリングの3つの機能がある。
1003はRIP(Raster Image Processor)部で、複数個存在する。RIP1003a,RIP1003bあるいは必要に応じて更に増やすことも可能だが、ここでは総称してRIP部1003と記載する。RIPモジュール(RIP部1003)は、様々なジョブのPDLをRIP処理して、適切なサイズと解像度のビットマップを作成する。RIP処理に関しては、PCL,TIFF,JPEG,PDFなど様々なフォーマットのラスタライズ処理が可能である。
1004はデータ変換部で、RIP部1003によって作り出されるビットマップイメージを圧縮したり、フォーマット変換を施したりする役割を果たし、それぞれのプリンタにマッチした最適な画像イメージタイプを選び出す。例えば、ジョブをページ単位で扱いたい場合には、TIFFやJPEGなどをRIP部でラスタライズした後のビットマップデータにPDFヘッダを付けて、PDFデータとして編集するなどの処理を行う。
1005は出力ジョブ制御部で、ジョブのページイメージを取って、それらがコマンド設定に基づいてどう扱われるのかを管理する。ページはプリンタに印刷されたり、ハードディスク1007にセーブされたりする。印刷後のジョブは、ハードディスク1007に残すか否かを選択可能であり、印刷後のジョブがハードディスク1007にセーブされた場合には、再呼び出しすることもできる。さらに、このモジュール(出力ジョブ制御部1005)は、ハードディスク1007とメモリ(SDRAM)1008との相互作用で管理する。
1006は出力デバイス制御部で、どのデバイスに出力するか、またどのデバイスをクラスタリング(複数台接続して一斉にプリントすること)するかの制御を司り、選択されたデバイスのインターフェイスに印刷データを送る。また、このモジュール(出力デバイス制御部1006)は、MFP(104または105)の状態監視と装置状況を伝える役割も果たしている。
なお、RIP部1003は、実際には、MFP104(または105)に内蔵される場合と、別ユニットで存在したりする場合がある。
[操作部]
図22はMFP104または、105の操作部の模式図である。操作部はタッチパネルのLCD(液晶表示)部2200とキー操作部2230とからなっており、図21はLCD部2200のフローチャートを示している。このフローチャートは、複写動作を行うためのコピーモード(S2110)、スキャン送信を行う送信(Send)モード(S2120)、ボックスからの取り出しや編集を行うためのボックスモード(S2130)、各種設定を行うオプションモード(S2140)、システムの状況を知るためのシステムモニタ(S2150)などのモードが用意されており、図22のLCD部2200のモード選択キー2201〜2205を押下することでこれらのモードが切り替わる仕組みになっている。
図22はMFP104または、105の操作部の模式図である。操作部はタッチパネルのLCD(液晶表示)部2200とキー操作部2230とからなっており、図21はLCD部2200のフローチャートを示している。このフローチャートは、複写動作を行うためのコピーモード(S2110)、スキャン送信を行う送信(Send)モード(S2120)、ボックスからの取り出しや編集を行うためのボックスモード(S2130)、各種設定を行うオプションモード(S2140)、システムの状況を知るためのシステムモニタ(S2150)などのモードが用意されており、図22のLCD部2200のモード選択キー2201〜2205を押下することでこれらのモードが切り替わる仕組みになっている。
図22では、コピー部数のほかに、紙サイズ、変倍率、画像モードや仕上げ方法などを設定して、スタートキー2231を押下すると、コピー動作を行うことができる。
本発明を表すコントローラ回路で図23をもとに説明する。
1は内蔵のCPU内部にL2キャッシュが内蔵されている。2はDDR SDRAMインターフェース、3はスキャナーインターフェース4はPDLデータ描画用回路であるHWDT、5は外部インターフェースであるUSB、6はプリンターインターフェース(PRC)、7はBOOT時のプログラムデータを起動させるROMインターフェースであるAMC。8はPCIインターフェースで図示されないハードディスクやLANコントローラが接続されている。9はJBIG圧縮伸張回路である。
1のCPUはBOOT時に7のROMからプログラムデータをリードして動作する。8のPCIインターフェースを経由してPCIに接続されている図示されないハードディスクにアプリケーション用のプログラムがあり、それをDMAで2のDDRSDRAMインターフェース経由でDDRSDRAM上にMappingして1のCPUはそのプログラム情報を読みながら動作する。5は外部インターフェースでプリンタードライバーで生成されたPDLデータ等が入ってくる。CPUはそのデータをもとにDisplayListを生成して一旦2のDDRSDRAMI/Fを経由してDDRSDRAM上にデータを生成し、4の描画回路は2のDDRSDRAMIFを経由してDisplayListを読み込みBitMapデータを生成してDDRSDRAMに書き込む。9のJBIG圧縮伸張回路は必要に応じてJBIG圧縮伸張を行う。画像として出力する場合は3のプリンターエンジンインターフェースが2のDDRSDRAMIF経由でBitMapデータを取得してプリンターエンジンにデータを出力する。
次に図6をもとに実際にChip内部でレイアウトされた各モジュールとその最大消費電力を記載する。
外部バスクロックが133MHzとして1-1のCPUは2〜6逓倍で動作する。2逓倍時の266MHzで動作しているときは0.4Wで1逓倍あがるごとに消費電力が0.15W づつ上がっていく。最大周波数である800MHzになると1.0Wになるものとする。
1-2のL2キャッシュはCPUと同じ周波数で動作するものとする。L2キャッシュも1-2のCPUと同じ周波数で同じ消費電力がかかるものとする。ただし、L2はキャッシュをOFFにして使用しなくさせることも可能である。またL2に関しては動的に電源を停止する際はかならずキャッシュのフラッシュという動作(キャッシュの内容をすべてメモリに書き戻す作業)が必要になる。2はDDR SDRAMを制御するためのDRCでこの回路は常に動作している必要がある。最大消費電力は0.2W 3はプリンタインターフェースのPRCで最大消費電力は0.1W。4はPDL描画用のHWDTで最大消費電力は0.6W 5はUSBコントローラで最大消費電力は0.1W 6はスキャナーコントローラであるSCCで最大消費電力は0.1W 7はROMコントローラであるAMCで最大消費電力は0.1W、8はPCIインターフェースで最大消費電力は0.2Wで、ただしPCIインターフェースにはLANコントローラが接続されており、常にネットワークの状態を監視している必要があるので停止させることはない。9はJBIGで0.8W、10はDL生成用のFBEで0.1Wである。
図6はこのシステムのアイドル状態でCPUのパフォーマンスを最大に下げ、必要なハードウェアのみを起動している。各ハードモジュールを停止させる方法はGated CLOCKという方法が一般的であるが、その方法は特に問わない。
もし全モジュールが最大周波数で動作した場合4.3Wとなる。ここでこのASICのパッケージ許容電力を2.5Wとする。従って全モジュールを同時に動作させることは不可能なこととする。
図6の場合の消費電力は
CPU 266MHz 0.4W + DRC 0.2W + PCI 0.2Wの合計 0.8Wとなる。
CPU 266MHz 0.4W + DRC 0.2W + PCI 0.2Wの合計 0.8Wとなる。
次にPDLの処理を行う場合の説明を行う。
図7はPDLのパフォーマンスを最大に動作させるためのモジュールですべて動作させると合計4.0Wになり動作不可能となる。
図11に上記の場合の2ページ分の連続プリントを行った場合のタイムスケジュールを記載する。この場合PDLとして重いデータとして考察する。
CPUとFBEでDisplayListを生成する。次にHWDTがレンダリングしビットマップデータとなる。次にJBIGが圧縮し、HDD等にデータを転送し、また再度そのデータを伸張しつつPRCがASIC内部でシッピングする。JBIGからPRCへのデータ転送はASIC内部ダイレクト送信である。
次に図12をもとに実際のPDL処理をどのように実現させるか記載する。
先ほど記載したように、上記のようなフルシステムで動作させることはできない。従ってCPUの周波数を落とし、L2キャッシュをOFFにしてパッケージの最大消費電力を以内に抑えながらも上記図7の処理が可能なようにする。
CPUの周波数を800MHzから400MHzまで落とし、L2キャッシュをOFFにしてFBEも停止させ文字のDisplayListもCPUに行わせるようにする。そのようにすると4.0Wあった消費電力も2.5Wに収まる。しかしながらPDLで最大ネックとなるDisplayListの生成が図7のときと比較して2倍以上に時間がかかってしまう。図13にそのタイミングチャートを記載する。
図13をみるとわかるようにDL生成時間がFBEも停止させたせいもあり、約2倍以上にのび、その1ページ分のDL生成が終わってからレンダリングおよびシッピングを開始する。ただしDL生成はレンダリングとシッピングと平行してパイプラインで行える。
図14の場合はDL生成とレンダリングを完全に分けた場合である。
最初にCPUとL2を最大の800MHzで動作させ、FBEも動作させ文字DLを生成させる。これを2ページ分生成する。これで2.5Wになる。
次にCPUを最低速度である266MHzまで低下させ、L2をOFFにしてHWDT、JBIG、PRC等を起動させる。すると2.3Wまでになる。このタイムスケジュールを図15に記載する。
図15にそのときのタイムスケジュールを記載する。DL生成が短くなり、2ページ分のDLを一気に生成する。つぎにCPUのパワーを落としてHWDT、JBIG、PRCをパイプラインで2ページ分シッピングする。上記方法により図12の場合より時間短縮が可能となる。もちろんPDLのDL生成はそのデータの重さによるため、すべてがこのケースが最適でなく、場合によっては図12の方が短い時間で行えることを追記しておく。
なおここでL2のキャッシュフラッシュ時間は特に記載しない。
次に図16をもとにコピー動作の場合を記載する。
SCC、PRC、JBIGが主に必要になる。コピー動作は特にパフォーマンスを要しないが消費電力に余裕があるためCPUは800MHzで動作させL2はOFFにしておく。それで2.5W以下になる。
次に図17で示すようにSCCの処理が終了し、JBIGでSCCで取り込んだデータを圧縮し、圧縮後、JBIGで伸張しながらPRCで印刷を行う。
CPUは断続的にそのハードの制御を行う。
次に図18をもとにPDLとCOPYの同時動作が可能な場合を記載する。この場合はPDLのパフォーマンスは極端に低下する。
CPUは266MHzでL2はOFFにする。SCCは電源をONにする。ここで先ほどの2ページのPDLの間にCOPYが割り込みではいった場合を示す。
図19にそのときのタイムスケジュールが記載してある。この場合PDLのCPUのDL生成時間が長いためコピー処理の時間はほとんど時間的にかぶってしまい、タイムラグは見えてこない。
図20に今まで説明した同時動作やPDL優先の場合のどのフローチャートを選ぶかを記載した。
Claims (2)
- CPUを内蔵したSOC chipにおいて最大消費電力を鑑み内部CPUの周波数の逓倍率を自身が変更できる手段を有し、またL2(セカンダリィキャッシュ)を搭載し動的にL2キャッシュをON/OFFする機能をゆうし、またOFFにした場合はL2に消費電力を殆ど0に近い状態にできる手段をゆうし、また他のハードウエアモジュールをゲーテッドクロックにより動的に停止できる手段を有する。また上記CPUの消費電力を低下させる手段、ハードウェアモジュールを停止できる手段を用いてJOB管理を行い、ある一定の消費電力量を超えないようにJOBスケジュールを行う手段を有するSOC chip。
- CPUを内蔵したSOC chipにおいて最大消費電力を鑑み内部CPUの周波数の逓倍率を自身が変更できる手段を有し、またL2(セカンダリィキャッシュ)を搭載し動的にL2キャッシュをON/OFFする機能をゆうし、またOFFにした場合はL2に消費電力を殆ど0に近い状態にできる手段をゆうし、また他のハードウエアモジュールをゲーテッドクロックにより動的に停止できる手段を有する。また上記CPUの消費電力を低下させる手段、ハードウェアモジュールを停止できる手段を用いてJOB管理を行い、ある一定の消費電力量を超えないようにJOBスケジュールを行う手段を有するASIC。
Priority Applications (1)
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JP2005355053A JP2007157068A (ja) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | SOCchip |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2007157068A true JP2007157068A (ja) | 2007-06-21 |
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ID=38241318
Family Applications (1)
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JP2005355053A Withdrawn JP2007157068A (ja) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | SOCchip |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007157068A (ja) |
-
2005
- 2005-12-08 JP JP2005355053A patent/JP2007157068A/ja not_active Withdrawn
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