JP2008504641A - データストリームを緩衝するための方法及び回路 - Google Patents

Abstract

エネルギーはポータブルコンシューマ装置にとって貴重な必需品である。係る装置では、データはハードディスクのような大容量記憶装置から通常読取られ、固体メモリにバッファリングされ、次いで通常のヘッドフォン（及び利用可能なときにはスクリーン）を通した再生のためにレンダリング（処理）される。本発明は、区分された部分に通常は分割される、バッファメモリの更に効率的な使用を狙いとしている。本発明は、（たとえば）ダイナミックバッファメモリの個々のコンポーネントが、メモリの各種区分された部分からデータを徐々に読取ることに比較してできるだけ高速に空にすべきであるという洞察に基づいている。このように、不作動のメモリの区分された部分が作動状態にあるメモリに区分された部分よりも低い電力を消費するので、かなりの量のエネルギーを節約することができる。

Description

本発明は、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリにオーディオビジュアルデータの第一のストリーム及び第二のストリームを緩衝するための方法に関する。
また、本発明は、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリにデータのストリームを緩衝するための方法に関する。
さらに、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリにオーディオビジュアルデータの第一のストリーム及び第二のストリームを緩衝するための回路に関する。

本発明は、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリにデータのストリームを緩衝するための回路に関する。
また、本発明は、コンピュータが読み取り可能及び実行可能な命令を有するコンピュータプログラムに関する。
さらに、本発明は、かかるコンピュータプログラムを実行するための記録媒体に関する。

ハードディスクドライブ及びフラッシュＥＥＰＲＯＭ ＩＣのようなメモリプロダクトの小型化及び容量の増加により、多様なポータブルミュージック及びビデオプレーヤを現在利用可能である。近年にわたり技術が幾つかの利点をなしてきたが、エネルギー消費量はかかる装置にとって主要な問題である。特に、大容量の記憶装置としてハードディスクドライブを有する装置は、大量の電力を消費する。たとえばＷＯ２００４／０２３２７９において、かかる装置のための電力を節約する幾つかの提案が過去に提案されているが、なお改善の必要がある。

本発明の目的は、検索されたときにデータを緩衝する更に効率的な方法を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明は、第一の態様において、第一のオーディオビジュアルデータからなるストリーム及び第二のオーディオビジュアルデータからなるストリーム
を、少なくとも２つの区分された部分（コンパートメント）を有するバッファメモリに緩衝する方法を提供するものであって、当該方法は、メモリのそれぞれの区分された部分が第一のオーディオビジュアルデータからなるストリームと第二のオーディオビジュアルデータからなるストリームのデータを含むように、バッファメモリでインタリーブされた第一のストリーム及び第二のストリームの少なくとも１部を書き込むステップと、更なる処理のため、検索のためのバッファメモリに記憶されているデータを検索するステップを含んでいる。

当業者であれば、第一のストリームを緩衝（バッファリング“buffering”）するためにデータを記憶するためのメモリの第一の部分、及び第二のストリームを緩衝するためにバッファメモリの第二の部分を割り当てるであろう。このケースでは、第一のストリームのデータは、第一の区分された部分のセットにあり、第二のストリームのデータは、相補的な区分された部分のセットにある。これは、メモリの大部分がアクティブであり、データが２つの区分された部分から読取られる必要がある可能性が高いことを意味する。区分された部分のアクティブな状態では、すなわち読み取り及び／又は書き込み状態では、メモリの区分された部分は、インアクティブな状態、すなわちリフレッシュ又はスタンドバイ（リフレッシュなし、したがってデータ保持がない）におけるよりも多くのエネルギーを消費する。

本発明に係るこの方法を適用することで、アクティブ状態における区分された部分の数が低減される。両方のデータストリームがインタリーブされて記憶されるため、少なくとも第一の瞬間で、唯一のメモリの区分された部分がアクティブであり、処理すべき両方のストリームからのデータは、同じメモリの区分された部分に位置される。この区分された部分のみがアクティブである必要があり、他の区分された部分はインアクティブの状態にある。

本発明の実施の形態では、本方法は、検索後に第一のストリームが処理される第一のデータレートを決定し、検索後に第二のストリームが処理される第二のデータレートを決定し、バッファメモリに第一のストリームの第一の量のデータを書き込み、バッファメモリに第二のストリームの第二の量のデータを書き込むステップをさらに含み、第一の量と第二の量の割合は、第一のデータレートと第二のデータレートとの割合に等しい。

このように、バッファは、第二のストリーム同様に第一のストリームに関して空である。これは、両方のストリームのデータがハードディスクに記憶されているケースでは、両方のストリームのデータは、１つの読み取りセッションでハードディスクから検索することができることを意味する。他のケースでは、それぞれのストリームは、個別の読み取りセッションを必要とする。これは、エネルギー消費量の観点から効率的ではなく、ハードディスクは、読み取りセッションの間で低い電力消費量によるモードにあり、ハードディスクのアクティブな読み取りモードに進むためにかなりのエネルギー量を要する。さらに、データがインタリーブされて記憶されたとき、区分された部分は１つ毎に空にされる。これは、ストリームが可変の処理のビットレートを有するケースでは正確ではないが、平均して、バッファメモリの唯一の区分された部分がアクティブである。

本発明の第二の態様は、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリにデータのストリームを緩衝する方法を提供し、当該方法は、少なくとも第一の区分された部分と第二の区分された部分を有するバッファメモリにデータを順次書き込むステップ、更なるステップのために、バッファメモリからデータを検索するステップ、第一の区分された部分に記憶されたデータが更なる処理のために完全に検索されたとき、第一の区分された部分を低い電力モードに切替えるステップを含む。

唯一のストリームが緩衝されたとき、唯一のバッファメモリの区分された部分はアクティブである。本発明のこの態様の利点は、データは、それが読取られた後に直接に、これ以上使用されないことが分かっていることである。データがメモリを通してむしろランダムなやり方で読取られ、（たとえばＰＣにおけるように）それが再び読取られる必要があるか、及び／又はいつそれが再び読取られる必要があるかが確かではないとき、全てのデータが読取られた区分された部分は、オフにすることができない。はじめに、（リフレッシュのみ又は全くリフレッシュなし）低電力モードの性質に依存して、データが失われる。第二に、低電力状態からアクティブ状態に進むことは時間を要する。

ＵＳ６１４１２８３は、ＳＤＲＡＭのメモリバンクをモニタし、それらのバンクがアクセスされないときにアイドル状態にスイッチすることを提案している。この特許公開により開示される出願では、メモリはバッファとして使用されず、アイドル状態においてさえ、メモリの内容が保持される必要がある。これは、アイドル状態では、メモリがＤＲＡＭメモリにデータをリフレッシュするためにエネルギーが供給される必要があることを意味する。これは、ＤＲＡＭメモリがバッファとして使用されるケースではない。この理由は、データがひとたび読取られる必要があるためである。データが読取られた後、エネルギーはこれ以上リフレッシュ動作で費やされる必要がない。

したがって、本発明の第二の態様の実施の形態では、バッファメモリはダイナミックメモリであり、低電力モードは、メモリがこれ以上リフレッシュされないモードである。このように、かなりの量の余分なエネルギーは、従来技術に比較して節約される。

本発明の第一及び第二の態様は、１つの本発明のコンセプトに依存し、このコンセプトは、（たとえば）ダイナミックバッファメモリの個々の区分された部分が、メモリの様々な区分された部分からデータを次第に読取ることに比べてできるだけ高速に空にされるべきであるという認識である。このように、かなりのエネルギーの量が節約される。これは、不作動の状態のメモリの区分された部分がアクティブなメモリの区分された部分よりも低い電力を消費するためである。当業者にとって、従属の請求項に記載される第一の態様の実施の形態は第二の態様に適用することができ、第二の態様は第一の態様に適用することができる。

本発明の第三の態様は、第一のオーディオビジュアルデータのストリームと第二のオーディオビジュアルデータのストリームを、少なくとも１つの区分された部分を有するバッファメモリに緩衝するための回路を提供し、当該回路は、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリ、メモリのそれぞれの区分された部分が第一のオーディオビジュアルデータのストリームと第二のオーディオビジュアルデータのストリームのデータうぃ含むように、バッファメモリにインタリーブされる第一のストリームと第二のストリームの少なくとも１部を書き込み、更なる処理のために、検索用のバッファメモリに記憶されたデータを検索するためにバッファメモリを制御するために考案される中央処理装置を有する。

本発明の第四の態様は、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリにデータのストリームを緩衝するための回路を提供するものであり、当該回路は、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリ、及び、少なくとも第一の区分された部分及び第二の区分された部分を有するバッファメモリに順次にデータを書き込み、更なる処理のためにバッファメモリからデータを検索し、第一の区分された部分に記憶されたデータが更なる処理のために完全に検索されたとき、第一の区分された部分を低電力モードに切替えるため、バッファメモリを制御するために考案された中央処理装置を有する。

本発明の第五の態様は、コンピュータに、請求項１記載の方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能かつ実行可能な命令を有するコンピュータプログラムを提供する。

本発明の第六の態様は、コンピュータに、請求項９記載の方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能かつ実行可能な命令を有するコンピュータプログラムを提供する。

未公開特許出願ＷＯＩＢ２００４／０５００９１は、たとえば携帯用装置における電力消費量を低減する方法を提案する。本発明の実施の形態は、添付図面により明らかにされるであろう。

図１は、本発明に係る装置の実施の形態として携帯用オーディオプレーヤ１００を示しており、記憶装置としてのハードディスクドライブ１０２、レンダリングユニット１０４、ユーザ入力手段１０６、及び本発明に係る回路の実施の形態としての回路１１０を有しており、この回路は、バッファメモリ１１４、中央処理ユニット１１２、及び本発明に係る記録媒体の実施の形態としてのＲＯＭメモリ１１６を有する。

ユーザは、ＰＣリンク（図示せず）を介してハードディスク１０２にオーディオデータを記憶する。ユーザ入力手段１０６によりヘッドフォン１５０を通して再生されるべきオーディオトラックをユーザが選択したとき、オーディオデータは、ハードディスク１０２から読取られ、バッファメモリ１１４に書き込まれ、バッファメモリ１１４から読取られ、ヘッドフォン１５０による再生のためにレンダリングユニット１０４により処理される。これらの動作は、中央処理装置１１２により制御され、この中央処理装置は、ＲＯＭメモリ１１０に記憶されたコンピュータプログラムによりプログラムされる。本発明の別の実施の形態では、中央処理装置は、プログラムされる必要なしに、本発明に係る方法の実施の形態を実行するために専用とされる、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。

オーディオデータは、幾つかの理由のためにレンダリングユニット１０４にハードディスクドライブ１０２から直接的に送出されない。最も重要な理由は、データレートが整合されるべきことである。（スモール、１インチ）ハードディスクからのデータ検索の帯域幅は、毎秒数十メガビットのオーダであり（大型のドライブについて、毎秒数百メガビットを超え）、レンダリングユニットは、ＭＰ３圧縮オーディオについて通常は毎秒１２８キロバイトである、非常に低い帯域幅でのオーディオトラックをレンダリングする。バッファリングのための別の理由は、全体の携帯用オーディオプレーヤ１００の電力消費量の低減である。ハードディスクドライブは、ディスクがスピンし続けているとき大量の電力を消費することが知られている。したがって、低電力を消費し、ハードディスクドライブを低電力モードにするかシャットオフにするメモリにハードディスクから読取られたデータを緩衝することは有利である。バッファメモリは、たとえばＳＲＡＭ又はＤＲＡＭメモリで実現される。この原理に対する更なる詳細は、公開公報ＷＯ２００４／０２３２７９−Ａ２、出願ＷＯＩＢ２００３／００６３４２、出願ＷＯＩＢ２００４／００００１６及び出願ＥＰ０３１０４５２２．２で発見される。

バッファメモリ１１４が個別に制御される幾つかのメモリバンクから構成されるとき、更に多くの電力を節約することができる。これは、図２、表１及び表２により明らかにされる。表１は、制御することができる各種状態におけるＭｉｃｒｏｎの１２８ＭｂのＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Access Memory）の電力消失に関するデータを提供する。スタンバイモードではメモリは空であり、データが保持されない。リフレッシュモードでは、メモリに読み取られたデータが保持される。読み取りモードでは、データは、メモリから読取られる。書き込みモードでは、データはメモリに書き込まれる。読み取り及び書き込みモードでは、データはメモリから読取られ、メモリに書き込まれる。

フェーズ１（表２）では、データはハードディスクドライブ１０２から読取られ、第一のメモリバンク２０２に書き込まれる。他のバンクは、電力消費量を最小にするため、スタンバイに設定され、それらのバンクにはデータが記憶されない。フェーズ１では、データはバッファメモリ１１４の第一のバンク２０２から読取られる。フェーズ２では、第一のバンク２０２からのデータを読取るプロセスが継続し、データは、バッファメモリ１１４の第二のメモリバンク２０４に書き込まれる。

このプロセスは、第三のメモリバンク２０８及び第四のメモリバンク２０８が満たされるまで続く。多量のエネルギーは、メモリバンクが満たされたときにリフレッシュするようにメモリバンクを設定し、全てのデータがレンダリングユニット１０４による処理のために読取られるときにメモリバンクを「スタンバイ」に設定することで節約される。

この実施の形態は、本発明に係る方法を使用して、ノーマルＳＤＲＡＭを使用したときに１０％のエネルギー節約となり、モバイルＳＤＲＡＭを使用したときに３０％のエネルギー節約となる。

本発明に係る方法は、図３により記載される実施の形態で、多数のストリームを扱うことに使用することができる。この実施の形態では、第一のストリーム及び第二のストリームからのデータは、インタリーブされて記憶される。バッファメモリ１１４の４つのメモリバンクは、第一のストリームの第一のデータ（対角線状のストライプ）及び第二のストリーム（垂直のストライプ）の第二のデータで満たされる。２つのストリームのデータ処理は、時分割多重で行われ、したがって両方のストリームのデータは第一のメモリバンク２０２から読み取られ、他のメモリバンクは、スタンバイ又はリフレッシュモードで保持し、エネルギーを節約する。

本発明の実施の形態に係るバッファメモリ１１４の４つのメモリバンクを適切に満たすため、両方のストリームがレンダリングユニット１０４により処理されるデータレートが知られているべきである。両方のストリームが連続的なデータレートを有するとき、これは問題にならない。しかし、益々圧縮アルゴリズムは、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４及び可変ビットレートＭＰ３（ＭＰＥＧ１、レイヤ３オーディオ圧縮）のような可変のビットレート圧縮を適用する。これらのケースでは、オーディオビジュアルデータのストリームのビットレートが平均化される必要がある。これを実行するための幾つかの方法は、当業者により知られており、この記載において更なる詳細は与えない。

先に記載された実施の形態は、携帯用サーバアプリケーションに特に良好に適している。

良好なエネルギー節約を達成するため、それぞれのデータストリームバッファメモリ１１４に記憶されるデータ量間の割合は、バッファメモリ１１４からの検索の帯域幅の割合に等しく、これは、通常は、レンダリングユニット１０４によるデータ処理の帯域幅に等しい。このように、更なるデータは、バッファメモリ１１４が空になるまで（又は好ましくは殆ど空になるまで）、ハードディスクドライブ１０２から検索されない。これは、データがそこから読取られないときに電源オフ又はスタンバイモードにあることが好ましく、ハードディスクドライブ１０２ができるだけ少なく使用されることを意味する。これは、かなりの電力量を節約する。

幾つかのストリームが携帯用のオーディオプレーヤ１００により処理されるとき、バッファメモリ１１４のそれぞれのメモリバンクに記憶されるそれぞれのストリームのデータ量の間の割合を、バッファメモリ１１４からの検索の帯域幅の割合に等しくすることで、更に多くのエネルギーが節約される。このように、メモリバンクは、１つ毎に空にされ、したがってメモリバンクは、１つ毎に「スタンバイ」に切替えることができる。

メモリバンクは、個別のＩＣとして実現することができるが、内部バンクの状態は個別に制御することができるメモリＩＣも同様に本発明を実施するために使用することができ、商業的に入手可能である。本発明が個別のＩＣを使用して実施されるとき、バッファメモリ１１４のバンクのクロック周波数を制御することができる。ＩＣの電力消費量はＩＣのクロック周波数につれて増加することは当該技術分野で知られている。

バッファにより使用される最大の読取り／書込み速度は、（書込みの間の）記憶媒体の最大速度、及びレンダリングユニット１０４がデータを処理するレートにより決定される。これらの周波数は、中央処理ユニット１１２の処理速度よりも低い。例示的な（１インチ）ハードディスクドライブは、３６Ｍｂ・ｓ^-1であり、これはクロックサイクル当たり１バイトの伝送で４，５ＭＢ・ｓ^-1である。これは、ハードディスクドライブからバッファへのパラレルデータ伝送のために４，５ＭＨｚのクロック速度を必要とする。携帯用オーディオプレーヤの他のコンポーネントは、高いクロック周波数で動作する。（一般の）システムクロックを使用する代わりに、メモリの動作クロック周波数を減少することで、電力の節約となる。

先に記載されたように、本発明は、中央処理装置をプログラムするためのコンピュータプログラムで実施される場合もある。このコンピュータプログラムは、ＲＯＭ ＩＣに記憶されるが、ハードディスクのような磁気メディア、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭのような光媒体、若しくは光磁気媒体にも記憶することができる。

本発明の実施の形態は、データがハードディスクドライブのようなローカルストレージ装置から検索されるケースにおいて記載されている。しかし、データは、有線又は無線リンクを通してリモートストレージ装置からも同様に導出される。これは、本発明の範囲に無関係である。

さらに、本発明は、１つのコンポーネントが複数の機能を実行するといった、本明細書で記載された実施の形態で提供されるよりも少ないコンポーネントで実施される場合がある。本発明は、図１に記載されるよりも多くのエレメントを使用して実施される場合があり、提供された実施の形態における１つのコンポーネントにより実行される機能は、複数のコンポーネントにわたり分散される。

要するに、本発明は、エネルギーは、ポータブルコンシューマ装置にとって重要な必需品ある点に関連する。かかる装置では、データは、ハードディスクのような大容量記憶装置から通常は読取られ、固体メモリにバッファリングされ、次いで、通常のヘッドフォン（及び利用可能なときにスクリーン）を通した再生のためにレンダリングされる（処理される）。本発明は、通常は区分された部分に分割されるバッファメモリの更に有効な使用を狙いとしている。本発明は、（たとえば）ダイナミックバッファメモリの個々の区分された部分が、メモリの各種の区分された部分からデータを徐々に読取ることに比較して、できるだけ高速に空にされるべきであるという認識に基づいている。このように、不作動の状態にあるメモリの区分された部分が作動状態にあるメモリの区分された部分よりも少ない電力を消費するため、かなりのエネルギー量が節約される。

本発明に係る回路の実施の形態及び本発明に係る媒体の実施の形態を有する、本発明に係る装置の実施の形態を示す図である。 バッファメモリの更に詳細な図面を示す図である。 ２つのデータのストリームについてデータを有するバッファメモリの更に詳細な図面を示す図である。

Claims (17)

1. 第一のオーディオビジュアルデータからなるストリーム及び第二のオーディオビジュアルデータからなるストリームを、少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリに緩衝する方法であって、
   ａ）メモリのそれぞれの区分された部分が第一のオーディオビジュアルデータからなるストリームと第二のオーディオビジュアルデータからなるストリームのデータを含むように、前記バッファメモリにインタリーブされる前記第一のストリーム及び前記第二のストリームの少なくとも１部を書き込むステップと、
   ｂ）更なる処理のために、検索のためのバッファメモリに記憶されているデータを検索するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記データは、前記バッファメモリの区分された部分に順次に記憶される、
   請求項１記載の方法。
3. 前記バッファメモリのそれぞれ区分された部分は個別にオフにスイッチされる、
   請求項１又は２記載の方法。
4. メモリバンクに記憶された全てのデータが更なる処理のために検索されているとき、前記メモリバンクをオフにするステップを更に含む、
   請求項３記載の方法。
5. 当該方法は、
   検索後に第一のストリームが処理される第一のデータレートを決定するステップと、
   検索後に第二のストリームが処理される第二のデータレートを決定するステップと、
   前記バッファメモリに第一のストリームの第一の量のデータを書き込むステップと、
   前記バッファメモリに第二のストリームの第二の量のデータを書き込むステップとをさらに含み、
   前記第一の量と前記第二の量の割合は、前記第一のデータレートと前記第二のデータレートとの割合に等しい、
   請求項１記載の方法。
6. 前記バッファのそれぞれの区分された部分は、前記第一のストリーム及び前記第二のストリームのデータを含む、
   請求項５記載の方法。
7. 前記バッファメモリは、前記バッファメモリを有する装置により含まれる他の回路が動作する第二のクロック周波数とは独立な第一のクロック周波数で動作する、
   請求項１記載の方法。
8. データを提供する間のクロック周波数は、ストリームのストリーミングレートと同じである、
   請求項７記載の方法。
9. 少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリにデータのストリームを緩衝する方法であって、
   当該方法は、
   ａ）少なくとも第一の区分された部分と第二の区分された部分を有するバッファメモリにデータを順次書き込むステップと、
   ｂ）更なるステップのために、前記バッファメモリからデータを検索するステップと、
   ｃ）前記第一の区分された部分に記憶されたデータが更なる処理のために完全に検索されたとき、前記第一の区分された部分を低い電力モードに切替えるステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
10. 前記バッファメモリはダイナミックメモリであり、前記低い電力モードは、前記メモリがこれ以上リフレッシュされないモードである、
    請求項９記載の方法。
11. 第一のオーディオビジュアルデータのストリームと第二のオーディオビジュアルデータのストリームを、少なくとも１つの区分された部分を有するバッファメモリに緩衝するための回路であって、
    当該回路は、
    ａ）少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリと、
    ｂ）前記メモリのそれぞれの区分された部分が第一のオーディオビジュアルデータのストリームと第二のオーディオビジュアルデータのストリームのデータを含むように、前記バッファメモリにインタリーブされる第一のストリームと第二のストリームの少なくとも１部を書き込み、更なる処理のため、検索用のバッファメモリに記憶されたデータを検索するために前記バッファメモリを制御するための中央処理装置と、
    を有することを特徴とする回路。
12. 少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリにデータのストリームを緩衝するための回路であって、
    当該回路は、
    ａ）少なくとも２つの区分された部分を有するバッファメモリと、
    ｂ）少なくとも第一の区分された部分及び第二の区分された部分を有する前記バッファメモリに順次にデータを書き込み、更なる処理のために前記バッファメモリからデータを検索し、第一の区分された部分に記憶されたデータが更なる処理のために完全に検索されたとき、第一の区分された部分を低電力モードに切替えるため、前記バッファメモリを制御するための中央処理装置と、
    を有することを特徴とする回路。
13. オーディオビジュアルデータの再生のための装置であって、
    ａ）大容量の記憶装置と、
    ｂ）前記オーディオビジュアルデータをレンダリングするためのレンダリングユニットと、
    ｃ）前記大容量の記憶装置から前記レンダリングユニットへのデータ伝送を緩衝するための請求項１１又は１２記載の回路と、
    を有することを特徴とする装置。
14. コンピュータに、請求項１記載の方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能かつ実行可能な命令を含むコンピュータプログラム。
15. 請求項１４記載のコンピュータプログラムを実行する記憶媒体。
16. コンピュータに、請求項９記載の方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能かつ実行可能な命令を含むコンピュータプログラム。
17. 請求項１６記載のコンピュータプログラムを実行する記憶媒体。

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