JP2010218142A - データ記憶装置、及びデータ記憶装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DRAMコントローラ208の省電力制御回路213は、DRAM101がリフレッシュモードに移行させるべき条件が成立したと判定した場合、DRAMコントローラ208がDRAMバス115を構成する各データ信号線へ出力する信号の状態をLowレベルに固定するとともに、TV電源106によるDRAMバス115を構成する各データ信号線への基準電圧の供給を停止するように制御する構成を特徴とする。
【選択図】図3
Description
メモリの省電力機能とは、パワーダウン状態やセルフリフレッシュ状態といった省電力状態にメモリを移行させる機能である。
DDR SDRAMの終端回路としては、JEDEC規格のSSTL2(Stub Series terminated Logic for 2.5V)インタフェースが知られている。
SSTL2準拠の終端回路では、メモリシステムの電源電圧(例えば、2.5V)の中間電圧(例えば、1.25V)が、終端抵抗を介して各信号線に供給されている。そのため、DDR SDRAMを省電力状態に移行しても、中間電圧を供給する電源から複数の信号線に対して電流が流れうる状態となるので、それに応じた電力の消費が、終端回路において発生してしまう。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示すデータ記憶装置を適用可能な画像処理装置の構成を示すブロック図である。
図1において、1は、本発明のデータ記憶装置を適用可能な画像処理装置である。10は制御装置であり、画像処理装置1全体の制御を行う。制御装置10は、スキャナ部11や、外部装置であるホストコンピュータ、PSTN回線(公衆回線)を介して接続されたファクシミリ装置等から受信した画像データに基づいて、画像処理等を実行し、プリンタ部12を解して例えば用紙上に画像を形成する。
プリンタ部12は、記録紙を搬送し、制御装置10から受信した画像データを電子写真方式等で用紙に可視画像として印字して装置外に排紙する。プリンタ部12は、図示しないが、複数種類の記録紙カセットを持つ給紙ユニットと、画像データを記録紙に転写、定着させる機能を持つマーキングユニットと、印字された記録紙をソート、ステイプルして機外へ出力する機能を持つ排紙ユニットとで構成される。
14は操作パネルであり、スキャナ部11にて読取った原稿をプリンタ部12にて画像形成させるための各種の設定を、操作者(ユーザ)からの指示に基づいて行うためのものである。例えば、操作パネル14は、タッチパネル方式にて画像形成すべき部数や、画像形成する際の濃度に関する情報や、原稿を読取るためのスキャナユニットの読取解像度(例えば300dpiや600dpi)の選択を入力するために用いられる。
図2において、100はメインコントローラである。メインコントローラ100は、その回路内にスキャナ部11等から受信した画像データを処理する画像処理ブロックや、メインコントローラ全体を制御するためのCPU201(図3)を内蔵している。
DRAM101は、DRAMバス115に接続され、メインコントローラ100のCPU201(図3)により、画像処理ブロックのワークエリアや、画像データの保持メモリとして使用される。また、DRAM101には、ROM102から転送されたプログラムが格納され、メインコントローラ100のCPU201(図3)の制御が行われる。また、DRAM101は、省電力機能として、データを保持しながら電力の消費を低減可能なセルフリフレッシュ機能を備える。
一般的にDRAM(Dynamic Randam Access Memory)は、内部にある記憶素子に電荷を蓄えることで情報を保持する。そして、DRAMは、各記憶素子における電荷の有無という2つの状態で1bit分の情報を表現する。従って、記憶素子の電荷が失われることは情報が失われる、つまりデータの損失を意味することとなる。
しかし、DRAMを構成する各記憶素子は、何らの電荷保持動作をすることなく放置しておくと電荷が電流として漏れ出てしまい、所定時間が経過すると電荷がなくなってしまうという特徴がある。そのため、DRAMは、定期的に電荷を再補充してデータの損失を防ぐという作業が必要となり、その作業をリフレッシュ動作という。
また、DRAMバス115は、例えばSSTL2(Stub Series terminated Logic for 2.5V)準拠である。これは、メモリシステムの電源電圧(例えば、2.5V)の中間電圧(例えば、1.25V)を各信号線に供給するものである。SSTL2規格では、DRAMバス115を構成する各信号線の信号レベルは、1.25ボルトのような基準電位(VREF)に対して0.35V以上高い1.6ボルト以上のレベルがHレベルとみなされる。また、かかる基準電位に対して0.35V以下のレベルすなわち0.90ボルト以下のレベルがLレベルとみなされる。
107は制御装置電源であり、電源部13からの電圧を受けて、メインコントローラ100等の制御装置10内部の回路に対して、それぞれの駆動電圧に変換して供給する電圧を生成する。
図3において、201はCPUであり、メインコントローラ100全体を制御する。CPU201は、メインコントローラ100内部の複数の回路間でデータ及び制御信号の送受信を行うためのシステムバス220に接続されている。
202はDMAC(A)であり、画像処理ブロック(A)205から入力された画像データをDRAM101へDMA(Direct Memory Access)転送するための制御回路である。
画像処理ブロック(A)205は、スキャナインタフェース110から入力される画像データを画像処理する回路ブロックである。画像処理ブロック(A)205は、例えば、画像データにシェーディング補正(原稿を読み取った画像データの主走査方向(原稿の搬送方向に直交する方向)の1ライン分のデータに対して、主走査方向の各位置に所定の輝度補正を施す)をする機能を有する。
DRAMバス115を構成する複数のデータ信号線には、図4に示すように次の信号線がある。
・/CK(Clock)線311
・/CS(Chip Select)線312
・/RAS(Row Address Strobe)線313
・/CAS(Column Address Strobe)線314
・/WE(Write Enable)線315
・BA(Bank Address)線316
・A(Address)線317
・DM(Data Mask)線318
・CKE(Clock Enable)線319
・DQ(Data)線320
・DQS(Data Strobe)線321
なお、DRAMバス115を構成する信号線には、上記以外のデータ線があってもよい。
図4は、DRAMバス115を介して接続される、DRAMコントローラ208とDRAM101との接続構成を説明する図である。
図4において、301は抵抗器である。図4に示すように、DRAMバス115の信号線310〜321には、抵抗器301が直列に接続される。
SSTL2インタフェースバッファ212は、図4に示す、DRAMバス115の信号線310〜319に対しては出力のバッファ回路であり、DQ信号線320、DQS信号線321に対しては双方向のバッファ回路である。
214はDLL制御回路であり、アクセス制御回路210から出力されるクロックに基づいて、DRAMバス115のクロック供給信号線310,311を介してDRAM101に出力するクロック信号(CK、/CK)を生成する。DLL制御回路214では、セレクタ回路211から出力されるデータとの位相調整が行われ、DRAM101に出力するクロック信号CKと、クロック信号CKを反転させたクロック信号/CKが生成される。
DLL制御回路214は、省電力制御回路213から出力されるDLLスタンバイ信号223が遮断されるとスタンバイ状態から復帰するが、DLLスタンバイ制御信号223が遮断されてからクロック信号CK及びクロック信号/CKのDRAMバス115への出力が再開するまでに所定の時間を要する。ここで、所定の時間とは、クロックの位相制御が完了しDRAMクロックがDRAMアクセスの可能な位相に復帰するまでの時間であり、DLL制御回路の構成、及び制御方法により異なる。
ここで、省電力制御回路213がCPU201から省電力制御要求信号を受信する場合とは、メインコントローラ100のCPU201が画像処理装置1を所定の省電力状態へ移行させるべき条件が成立したと判定した場合である。
(2)NCU104がPSTN回線を介して外部装置であるファクシミリ装置から画像処理装置1が画像形成すべき画像データを含むプリントデータを所定時間受信しないと判断した場合。
(3)操作パネル14が操作者による入力を所定時間受け付けないと判断した場合。
図5は、DRAMコントローラ208の省電力制御における動作を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、ROM102に格納された(又はROM102からDRAM101に転送し格納された)プログラムに基づいて、CPU201が実行する省電力制御を示す。
この省電力制御要求信号を受信した省電力制御回路213の動作(制御)により、DRAM101はセルフリフレッシュモードへ移行し、メモリバスラインの終端部への終端電源が遮断される。なお、省電力制御回路213の動作については、図6,図7を用いて後述する。
なお、上記ステップS401において、CPU201が省電力状態へ移行させるべき条件が成立したと判定した場合とは、例えば、上述の(1)〜(3)のうち、少なくともいずれか一つを判断した場合とする。
そして、上記ステップS403において、CPU201が省電力状態から復帰させるべき条件が成立したと判断した場合(S403でYesの場合)、ステップS404において、省電力制御回路213に省電力制御解除信号を出力する。
なお、上記ステップS403において、CPU201が省電力状態から復帰
させるべき条件が成立したと判定した場合とは、例えば、次の(4)〜(6)のうち、少なくともいずれか一つを不図示の割り込み制御部からの割り込み信号として判断した場合とする。
(5)NCU104がPSTN回線を介して外部装置であるファクシミリ装置から画像処理装置1が画像形成すべき画像データを含むプリントデータを受信した場合。
(6)操作パネル14が操作者による入力を受け付けた場合。
なお、CPU201は、省電力制御回路213が省電力制御中は、DRAM101へのアクセスを行わないものとする。そして、上記ステップS404にて、省電力制御回路213の省電力制御が解除された後、CPU201は、DRAM101へのアクセスが可能となる。
図6は、DRAMコントローラ208の省電力制御において省電力制御回路213が実行する動作を説明するタイミングチャートである。
図6には、省電力制御回路213の入出力信号、VT電源106の出力状態、DRAMバス115における出力信号310〜319を示す。なお、図6に示す省電力制御回路213の入出力信号のレベルは、回路構成に依存するものであり、回路構成に応じて変更されるものとする。なお、図6中、T0〜T11は時を示す。
DRAMバスセレクト信号を受けたセレクタ回路211は、DRAMバス115の出力信号線312〜319への出力信号を、アクセス制御回路210からの出力信号から、LOWレベル(DRAMバス115の出力信号線310〜319の基準電圧より電圧値の低いローレベル信号)に固定された信号に切り替える(信号状態固定)。
なお、クロック信号CK及びクロック信号/CKのDRAMバス115への出力を停止させるために、アクセス制御回路210からDRAMクロック生成回路214に出力されるクロックを停止させるようにしても良い。その場合、DRAMクロック生成回路214の消費電力を更に低減させることができる。
T5でVT電源遮断信号117が出力されると、VT電源106が出力する電圧は1.25Vから0Vへと遷移するが、VT電源106が接続される配線の負荷容量(基板上のパターンやコンデンサ等の容量)により、遷移する時間が異なる。図6のタイミングチャートでは、遷移する時間を数百μsec程度とし、他の信号よりもなだらかに遷移している。
ここで、DLL制御回路114のスタンバイ状態が解除されてクロックの位相制御が完了するまで、所定の時間(例えば、500μsec)を要する。また、VT電源106がVT電源遮断信号117の解除を受信して、VT電源106がDRAM101の終端電圧として十分な出力電圧を出力するまでにも、所定の時間(例えば、300μsec)を要する。
DRAMバスセレクト信号の解除を受けたセレクタ回路211は、DRAMバス115の出力信号線312〜319への出力信号を、LOWレベルに固定された信号から、アクセス制御回路210からの出力信号に切り替える(信号状態解除)。また、クロックの位相制御完了により、CK310、/CK311にも発振した信号が出力される。
セルフリフレッシュ移行要求信号の解除を受けたアクセス制御回路210は、DRAMバス115に対し、CKE信号319をLOWからHIGHに信号レベルを設定することにより、DRAM101のセルフリフレッシュ状態への移行が実行される。
そして、アクセス制御回路210は、省電力制御回路213に、セルフリフレッシュ状態からの復帰完了をセルフリフレッシュ移行完了信号で通知する。
なお、図6では、CPU201が省電力制御要求信号を出す際に、DRAM101の全バンクがアイドル状態となっているが、DRAM101はセルフリフレッシュ状態以外の状態なら良いものとする。
また、T1後もDRAM101にアクセス中である等、DRAM101がアイドル状態以外である場合には、アクセス制御回路210は、DRAM101がアイドル状態になった後に、セルフリフレッシュコマンド(セルフリフレッシュ移行要求信号)を出力するものとする。
ステップS701において、省電力制御回路213がCPU201から省電力制御要求信号を受けると(S701でYes)、省電力制御回路213はアクセス制御回路210にDRAM101のセルフリフレッシュ状態への移行要求を行う(S702)。
ステップS703において、省電力制御回路213はアクセス制御回路210からDRAM101のセルフリフレッシュ状態への移行完了を検知すると(S703でYes)、セレクタ回路211にDRAMバスセレクト信号222を出力する(S704)。
省電力制御回路213は、ステップS705においてDRAMクロック生成回路214に対し、DLLスタンバイ要求信号223を出力する。
ステップS706において、省電力制御回路213は、VT電源106に対してVT電源遮断信号117を出力する。
ステップS709において、省電力制御回路213は、VT電源遮断解除の開始タイミング用カウンタ(カウンタ1)のカウントを開始する。省電力制御回路213は、カウント値がカウンタ1設定用レジスタの設定値になる(S710でYes)とカウンタ1のカウントを完了し、VT電源遮断信号117の出力を解除する(S711)。
次に、ステップS715において、省電力制御回路213は、アクセス制御回路210からDRAM101のセルフリフレッシュ状態からの解除要求を行う。
ステップS716において、アクセス制御回路210からDRAM101のセルフリフレッシュ状態からの解除完了を検知すると(S716でYes)、省電力制御回路213は省電力制御を終了する。
なお、消費電力の数値は、DRAMバス115の信号数やバス幅、抵抗器301,302の抵抗値に応じて変化する。また、消費電力は、VT電源106がオン、オフのそれぞれの状態で、DRAMバス115を構成する各信号レベルの状態(HIGHレベルとLOWレベルのそれぞれの信号本数)に応じて変化する。
DRAM101がセルフリフレッシュ状態で、本発明にあるDRAMバス115の出力信号を全てLOWレベルにした後、VT電源106をオフにすることで、抵抗器301、302における消費電力(終端部消費電力)は0mWとなる。
そのため、本発明を適用せず、VT電源106をオフのみでは十分な消費電力の低減は期待できない。
また、VT電源106自体も電力を消費する。VT電源106がオフ時は0mWとなるが、オン時はDRAMバス115を構成する各信号レベルの状態に応じて消費する電力は変化する。
画像処理装置1の消費電力の低減は、VT電源106を本発明における回路構成のような小規模な構成にすることにより可能となる。
なお、本実施例では、省電力制御を、省電力制御回路213のハードウェアで行う構成について示したが、省電力制御回路213の動作をCPU201によるソフトウェアで制御させても良いものとする。
なお、上述した各種信号線の構成等はこれに限定されるものではなく、用途や目的に応じて、様々な構成や内容で構成されることは言うまでもない。
なお、上記実施形態では、本発明のデータ記憶装置の一例として画像処理装置を示したが、DRAMのように省電力機能により省電力状態に移行可能なデータ記憶手段を有する装置であればどのような装置でも、本発明は適用可能である。例えば、パーソナルコンピュータにも本発明のデータ記憶装置は適用可能である。
なお、本実施形態における図5,図6に示す機能が外部からインストールされるプログラムによって、ホストコンピュータにより遂行されていてもよい。そして、その場合、CD-ROMやフラッシュメモリやFD等の記憶媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記憶媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
本発明の様々な例と実施形態を示して説明したが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は、本明細書内の特定の説明に限定されるのではない。
なお、上述した各実施形態及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
101 DRAM(DDR SDRAM)
106 VT電源
115 DRAMバス
213 省電力制御回路
Claims (11)
- データを記憶するためのデータ記憶手段を備えるデータ記憶装置であって、
複数の信号線を含むバスを介して、前記データ記憶手段との間でデータの送受信を行うよう前記データ記憶手段の動作を制御する動作制御手段と、
前記データ記憶装置を省電力状態に移行させるべき条件が成立したかどうかを判定する判定手段と、
前記複数の信号線に基準電圧を供給する基準電圧供給手段と、
前記データ記憶装置を前記省電力状態に移行させるべき条件が成立したと前記判定手段が判定した場合、前記動作制御手段が前記複数の信号線へ出力する信号の状態を特定の信号状態に固定するとともに、前記基準電圧供給手段による前記基準電圧の供給を停止するように制御する電力制御手段と、
を有することを特徴とするデータ記憶装置。 - 前記電力制御手段は、前記動作制御手段が前記複数の信号線へ出力する信号の状態を前記特定の信号状態に固定した後に、前記基準電圧供給手段による前記基準電圧の供給を停止するように制御することを特徴とする請求項1に記載のデータ記憶装置。
- 前記判定手段は、前記データ記憶装置を前記省電力状態から復帰させるべき条件が成立したかどうかを判定し、
前記電力制御手段は、前記データ記憶装置を前記省電力状態から復帰させるべき条件が成立したと判定した場合、前記基準電圧供給手段による前記基準電圧の供給を再開させるとともに、前記動作制御手段が前記複数の信号線へ出力する信号の状態の固定を解除させるように制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のデータ記憶装置。 - 前記電力制御手段は、前記基準電圧供給手段による前記基準電圧の供給を再開させた後に、前記動作制御手段が前記複数の信号線へ出力する信号の状態の固定を解除させるように制御することを特徴とする請求項3に記載のデータ記憶装置。
- 前記特定の信号状態は、前記動作制御手段が前記複数の信号線の前記基準電圧より電圧値の低いローレベル信号を出力する状態であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のデータ記憶装置。
- 前記基準電圧供給手段は、前記データ記憶装置の終端抵抗を介して前記複数の信号線に前記基準電圧を供給することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のデータ記憶装置。
- 前記データ記憶手段はデータを保持するためのリフレッシュ動作を実行するDRAMであり、
前記データ記憶装置は、前記バスを介して前記DRAMに前記リフレッシュ動作を実行させるための信号を送信する送信手段を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のデータ記憶装置。 - 前記DRAMは、前記バスを介して入力される前記リフレッシュ動作を実行させるための信号に基づいて前記リフレッシュ動作を実行する第1のリフレッシュモードと、前記リフレッシュ動作を実行させるための信号を用いることなく前記リフレッシュ動作を実行する第2のリフレッシュモードのいずれか一方にて前記リフレッシュ動作を実行することを特徴とする請求項7に記載のデータ記憶装置。
- 前記動作制御手段は、前記データ記憶装置を前記省電力状態に移行させるべき条件が成立したと前記判定手段が判定した場合、クロック供給信号線を介して前記データ記憶手段へ供給されるクロック信号を遮断するよう制御することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のデータ記憶装置。
- データを記憶するためのデータ記憶手段と、複数の信号線を含むバスを介して前記データ記憶手段との間でデータの送受信を行うよう前記データ記憶手段の動作を制御する動作制御手段と、前記複数の信号線に基準電圧を供給する基準電圧供給手段とを有するデータ記憶装置の制御方法であって、
前記データ記憶装置を省電力状態に移行させるべき条件が成立したかどうかを判定する判定ステップと、
前記データ記憶装置を前記省電力状態に移行させるべき条件が成立したと前記判定ステップにて判定された場合、電力制御手段が、前記動作制御手段が前記複数の信号線へ出力する信号の状態を特定の信号状態に固定させる信号状態固定ステップと、
前記データ記憶装置を前記省電力状態に移行させるべき条件が成立したと前記判定ステップにて判定された場合、前記電力制御手段が、前記基準電圧供給手段による前記基準電圧の供給を停止させる停止ステップと、
を有することを特徴とするデータ記憶装置の制御方法。 - 前記停止ステップは、前記信号状態固定ステップにて前記動作制御手段が前記複数の信号線へ出力する信号の状態を前記特定の信号状態に固定させた後に、前記基準電圧供給手段による前記基準電圧の供給を停止させることを特徴とする請求項10に記載のデータ記憶装置の制御方法。
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