JP2011123798A - データ転送装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用頻度に合わせて使用するレーン数を調整し、不要な電力消費を抑制する。
【解決手段】本発明に係るデータ転送装置１は、複数のレーンを備えるシリアルインターフェースを用いてリクエスト信号１１を転送するものであって、単位時間あたりのリクエスト数を計上するトラフィック検出部２と、前記リクエスト数に基づいて、前記複数のレーンのうち使用するべき最適レーン数を決定するレーン数決定部３と、前記最適レーン数に基づいて、前記シリアルインターフェースのレーンの駆動状態を制御するインターフェース制御部４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のレーンを備えるシリアルインターフェースを用いてリクエスト信号を転送するための装置及び方法に関する。

ＬＳＩのおける消費電力のうち、インターフェース部分に掛かる比率は比較的大きい。複数のレーンを備えるシリアルインターフェースを用いる場合、使用するレーン数を縮退させることができれば、それだけ消費電力が軽減されることとなる。

従来、このようなシリアルインターフェースにおいて、レーン故障等が生じた場合に、対象となるレーンを縮退させることにより、データの転送を継続できるようにする技術が用いられている。

以下に、従来の技術を挙げる。特許文献１において、リクエストの数をカウントしてアクセス数を生成し、前記アクセス数に応じてリクエストを保持し、このリクエストの保持時間に応じて前記リクエストを出力する装置が開示されている。

特許文献２において、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースの制御を行い、その動作状態を保持するコントローラと、情報処理装置の初期処理完了時に前記コントローラから前記ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースの動作状態を取得して記憶し、故障発生の通知を受けた場合に、記憶している動作状態と前記コントローラが保持している動作状態を比較し、レーン数が縮退していることを検出した場合には、所定の対応処理を行う装置が開示されている。

特許文献３において、ストアバッファから送出され、主記憶において未処理の状態にあるリクエストの数を検出する手段と、この検出結果に応じて待ち時間を変化制御する手段とを備える装置が開示されている。

特許文献４において、送信側装置から送られてくるデータの正当性をビットシリアル対応に監視する手段と、前記データが正当性を欠く場合にこれを自装置及び前記送信側装置に通知する手段と、障害を生じた一本の直列インターフェースを切離すると共に、縮退した（Ｎ−１）本の直列インターフェースを用いてデータの送受信を行う手段とを備える装置が開示されている。

特開２００６−１６３４８１号公報 特開２００６−２０１８８１号公報 特開平３−１７７９５９号公報 特開平５−１７３９２２号公報

しかしながら、上記従来の技術においては、全てのレーンが正常である場合には、喩えインターフェースの使用頻度（トラフィック）が少ない場合であっても、全てのレーンを使用してデータの転送が行われ、全てのレーンに対して電源供給が行われる。

そこで、本発明は、使用頻度に合わせて使用するレーン数を調整し、不要な電力消費を抑えることを目的とする。

本発明の一態様は、複数のレーンを備えるシリアルインターフェースを用いてリクエスト信号を転送するデータ転送装置であって、単位時間あたりのリクエスト数を計上するトラフィック検出部と、前記リクエスト数に基づいて、前記複数のレーンのうち使用するべき最適レーン数を決定するレーン数決定部と、前記最適レーン数に基づいて、前記シリアルインターフェースのレーンの駆動状態を制御するインターフェース制御部とを備えるデータ転送装置である。

また、本発明の他の態様は、複数のレーンを備えるシリアルインターフェースを用いてリクエスト信号を転送するデータ転送方法であって、単位時間あたりのリクエスト数を計上するステップと、前記リクエスト数に基づいて、前記複数のレーンのうち使用するべき最適レーン数を決定するステップと、前記最適レーン数に基づいて、前記シリアルインターフェースのレーンの駆動状態を制御するステップとを備えるデータ転送方法である。

本発明によれば、単位時間あたりのリクエスト数からインターフェースの使用頻度を検出し、この検出結果に基づいてシリアルインターフェースの使用レーン数を最適化することができる。これにより、使用頻度が少ない場合には、使用レーン数を縮退させ、無駄な電力消費を抑えることが可能となる。

本発明の実施の形態１に係るデータ転送装置の構成を示す機能ブロック図である。 前記データ転送装置の具体的な構成を例示する機能ブロック図である。 前記データ転送装置の動作を例示するタイミングチャートである。 レーンの縮退状態を例示する図である。 リクエスト数と縮退情報（最適レーン数）との関係を示すテーブルを例示する図である

実施の形態１
図１は、本実施の形態に係るデータ転送装置１の機能的な構成を示している。前記データ転送装置１は、複数のレーンを備えるシリアルインターフェースを用いてリクエスト信号を転送するものであり、トラフィック検出部２、レーン数決定部３、及びインターフェース制御部４を備える。

前記トラフィック検出部２は、単位時間あたりのリクエスト数（前記リクエスト信号の受信数）を計上する。前記トラフィック検出部２は、所定の制御演算プログラムに従って動作するマイクロコンピュータ（ソフトウェア的構成）、各種論理回路の組み合わせ（ハードウェア的構成）等を用いて構成することができる。

前記レーン数決定部３は、前記トラフィック検出部２により検出された前記リクエスト数に基づいて、前記シリアルインターフェースの複数のレーンのうち使用するべき最適レーン数を決定する。前記レーン数決定部３もまた、前記ソフトウェア的構成、前記ハードウェア的構成を用いて構成することができる。

前記インターフェース制御部４は、前記レーン数決定部３により決定された前記最適レーン数に基づいて、前記シリアルインターフェースのレーンの駆動状態を制御する。前記インターフェース制御部４もまた、前記ソフトウェア的構成、前記ハードウェア的構成、適宜のデバイスを用いて構成することができる。

図２は、前記データ転送装置１の具体的な構成を例示している。前記データ転送装置１は、外部から複数のリクエスト信号１１を入力し、これらを送出リクエスト信号１２として所定の受信部１２に出力する。

本例に係る前記トラフィック検出部２は、トラフィック検出時間算出手段５１及びリクエストカウント手段５２を備える。

前記トラフィック検出時間算出手段５１は、タイマを保持し、一定時間毎に、リクエスト数送出指示信号２０を出力する。

前記リクエストカウント手段５２は、前記リクエスト信号１１の受信数をカウントし、前記リクエスト数送出指示信号２０の受信時におけるカウント数を、リクエスト数情報（信号）２１として出力する。

本例に係る前記レーン数決定部３は、レーン数選択手段５４、使用レーン数格納手段５５、及びレーン数決定手段５６を備える。

前記レーン数選択手段５４は、前記リクエスト数情報２１を受信し、その数値に対応するレーン数、即ち前記最適レーン数を選択する。この選択は、前記リクエスト数と前記最適レーン数との関係を表化したテーブル（後述する）等を用いて行うことができる。

前記使用レーン数格納手段５５は、使用中のレーン数を示す情報を格納する。

前記レーン数決定手段５６は、前記レーン数選択手段５４により選択された前記最適レーン数及び前記使用レーン数格納手段５５に格納されたレーン数との比較結果に基づいて、レーン数変更指示信号２２を出力する。即ち、前記レーン数決定手段５６は、前記最適レーン数と前記使用中のレーン数とが異なる場合に、前記レーンの使用数を前記最適レーン数にする指示を出力する。

本例に係る前記インターフェース制御部４は、リクエスト格納手段５９、レーン数変更リクエスト生成手段６０、送出リクエスト選択手段６１、及びレーン制御手段６２を備える。

前記リクエスト格納手段５９は、受信した前記リクエスト信号１１を一時的に格納し、それらを送出するタイミングを調整する。

前記レーン数変更リクエスト生成手段６０は、前記レーン数変更指示信号２２を受信した時に、レーン数の変更を通知するリクエスト信号（レーン数変更リクエスト信号）を生成する。

前記送出リクエスト選択手段６１は、前記リクエスト格納手段５９に格納された前記リクエスト信号１１と、前記レーン数変更リクエスト信号とを比較し、送出するべき信号を選択する。前記送出リクエスト選択手段６１は、前記レーン数変更リクエスト信号を、前記リクエスト信号１１よりも優先して送出することが好ましい。

前記レーン制御手段６２は、前記送出リクエスト選択手段６１により選択されたリクエスト信号と前記レーン数変更リクエスト信号とを受信し、前記レーン数変更リクエスト信号に基づいたレーン数を駆動させると共に、前記選択されたリクエスト信号を送出リクエスト信号１２として出力する。

図３は、前記データ転送装置１の例示している。ここで、本実施の形態に係る前記シリアルインターフェースは、１／２縮退、１／４縮退が可能で、どの縮退状態からも異なる縮退状態（全て使用可能状態も含む）へ移行することが可能なものであるとする。ここでは、全てのレーンを使用している状態から、一度１／２縮退し、再び全てのレーンに戻る状態を説明する。

図３中、タイミング０１（Ｔ０１）において、前記データ転送装置１は、前記リクエスト信号１１（ＲＱ１）を受信する。また、Ｔ１０，Ｔ１３，Ｔ１４において、リクエスト信号ＲＱ２，ＲＱ３，ＲＱ４を受信している。これらのリクエスト信号を受信する度に、リクエストカウント手段５２がカウントアップする。本例においては、前記リクエストカウント手段５２はＴ１０までに４つのリクエスト信号を受信し、Ｔ１０のリクエスト信号１１（ＲＱ２）が５つのリクエスト信号となる。

前記トラフィック検出時間算出手段５１は、初期値ｔを１サイクル毎に−１し、０になった次のサイクルで初期値ｔに戻る動作を繰り返す。値が０になった時に前記リクエスト数送出指示信号２０を前記リクエストカウント手段５２へ出力する（本例においては、Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ３２で出力している）。

前記リクエストカウント手段５２は、前記リクエスト数送出指示信号２０を受信すると、前記レーン数決定部３にカウント値である前記リクエスト数情報２１を送出し、カウンタを０に戻す。本例においては、Ｔ１２でリクエスト数５、Ｔ２１でリクエスト数４、Ｔ３２でリクエスト数１５、Ｔ１３及びＴ２２でリクエスト数０となっている。また、Ｔ３３においては、リクエスト数を０にすると同時にリクエスト信号を受信しているため、リクエスト数は１となる。

前記トラフィック検出部２から前記レーン数決定部３へ渡される前記リクエスト数情報２１は、単位時間ｔあたりの受信リクエスト数であり、Ｔ１２におけるリクエスト数５は、トラフィックが比較的低いと判定することができる。従って、この場合には使用レーンを縮退させることが好ましい。一方、Ｔ３２においては、リクエスト数が１５であり、トラフィックは比較的高いと判定することができる。この場合には、使用レーンを増加させることが好ましい。

前記レーン数選択手段５４は、図４に示すテーブルを保持し、前記リクエスト数情報２１に応じた前記最適レーン数を選択する。図４中、るｍ０，ｍ１は初期値として与えられるものであり、本例においては、ｍ０を３、ｍ１を７とする。また、出力コード（３ｂｉｔ）は、縮退なしの場合には１００ｂ、１／２縮退の場合には１０１ｂ、そして１／４縮退の場合には１１０ｂとする。図３中、Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ３２において、前記リクエスト数情報２１はそれぞれ５，４，１５である。リクエスト数５及び４は、前記テーブルを参照すると、１／２縮退（出力コード１０１ｂ）となり、リクエスト数１５は、縮退なし（出力コード１００ｂ）となる。そして、これらの結果は、前記レーン数決定手段５６に出力される。

前記使用レーン数格納手段５５は、現在のレーンの使用状態を格納し、前記レーン数決定手段５６からの前記レーン数変更指示信号２２により格納状態を変更する。本例においては、Ｔ１３，Ｔ３３において、それぞれ１／２縮退（０１ｂ）、全レーン使用（００ｂ）の状態を格納している。

前記レーン数決定手段５６は、前記レーン数選択手段５４からの出力コードと、前記使用レーン数格納手段５５の格納情報に基づいて、使用レーン数の変更の要否を決定し、前記レーン数変更指示信号２２を前記インターフェース制御部４及び前記使用レーン数格納手段５５に出力する。前記レーン数決定手段５６は、Ｔ１２において前記レーン数選択手段５４から１／２縮退を示す出力コード１０１ｂを受信し、上位１ｂｉｔ（１０１の最左ｂｉｔ）が１であるタイミングで、下位２ｂｉｔ（０１ｂ）と、前記使用レーン数格納手段５５からのレーン状態コード２ｂｉｔ（００ｂ）との一致チェックを行い、これらが異なる場合には、レーン数の変更が必要であると判定する。また、Ｔ３２においては、同様に縮退なしの指示を出力する。また、Ｔ２１においては、前記レーン数選択手段５４からの出力コードが１０１ｂ、前記使用レーン数格納手段５５からのレーン状態コードが０１ｂであるため、１／２レーン縮退から同じ縮退数となる。そのため、レーン数の変更は不要となる。

前記リクエスト格納手段５９は、受信した前記リクエスト信号１１を格納し、前記データ転送装置１による送出制御において待ち合わせが必要な前記リクエスト信号１１を格納しておく。前記レーン数変更リクエスト生成手段６０は、前記レーン数決定手段５６からの前記レーン数変更指示信号２２を受信し、前記受信部６５に対し、使用レーン数の変更を通知するリクエスト信号を生成する。本例においては、Ｔ１２及びＴ３２において、それぞれＨ−ＲＱ１及びＨ−ＲＱ２を生成している。

前記送出リクエスト選択手段６１は、前記レーン数変更リクエスト生成手段６０からのリクエスト信号を優先的に選出し、前記レーン制御手段６２に出力する。即ち、図３中、Ｔ３２において、Ｈ−ＲＱ２を優先的に選出する。

前記レーン制御手段６２は、図５に例示するようなレーン構成により、前記送出リクエスト信号１２を出力する。前記レーン制御手段６２は、前記レーン数変更指示信号２２を受信し、１／２縮退の場合には、図５中、（１）又は（２）のいずれか１つの１０レーンを使用して前記送出リクエスト信号１２を出力し、１／４縮退の場合には、（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ），（ＩＶ）のいずれか１つの５レーンを使用する。図３に例示するタイムチャートにおいては、Ｔ１２において前記レーン数選択手段５４から１／２縮退を受信し、Ｔ１３から１０レーンの制御となり、同様にＴ３３から全レーン使用の２０レーンの制御となる。

以上のように、前記データ転送装置１によれば、前記リクエスト信号１１のトラフィックに対応して、使用レーンが効率よく縮退又は増加される。これにより、消費電力が大きいインターフェースの制御部において、不要なレーンを駆動させるための電力を削減することができるので、優れた省電力効果を得ることができる。

尚、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能なものである。

１ データ転送装置
２ トラフィック検出部
３ レーン数決定部
４ インターフェース制御部
５１ トラフィック検出時間算出手段
５２ リクエストカウント手段
５４ レーン数選択手段
５５ 使用レーン数格納手段
５６ レーン数決定手段
５９ リクエスト格納手段
６０ レーン数変更リクエスト生成手段
６１ 送出リクエスト選択手段
６２ レーン制御手段
６５ 受信部

Claims (6)

1. 複数のレーンを備えるシリアルインターフェースを用いてリクエスト信号を転送するデータ転送装置であって、
   単位時間あたりのリクエスト数を計上するトラフィック検出部と、
   前記リクエスト数に基づいて、前記複数のレーンのうち使用するべき最適レーン数を決定するレーン数決定部と、
   前記最適レーン数に基づいて、前記シリアルインターフェースのレーンの駆動状態を制御するインターフェース制御部と、
   を備えるデータ転送装置。
2. 前記レーン数決定部は、前記最適レーン数と使用中のレーン数とに基づいて、前記インターフェース制御部に対し、使用するレーン数を変更させるレーン数変更指示信号を出力する、
   請求項１に記載のデータ転送装置。
3. 前記インターフェース制御部は、前記レーン数変更指示信号に基づいて、前記リクエスト信号を受信する受信部に対し、使用するレーン数の変更を通知する信号を、前記リクエスト信号より優先して出力する、
   請求項２に記載のデータ転送装置。
4. 複数のレーンを備えるシリアルインターフェースを用いてリクエスト信号を転送するデータ転送方法であって、
   単位時間あたりのリクエスト数を計上するステップと、
   前記リクエスト数に基づいて、前記複数のレーンのうち使用するべき最適レーン数を決定するステップと、
   前記最適レーン数に基づいて、前記シリアルインターフェースのレーンの駆動状態を制御するステップと、
   を備えるデータ転送方法。
5. 前記最適レーン数と使用中のレーン数とに基づいて、使用するレーン数を変更させるレーン数変更指示信号を出力するステップ、
   を備える請求項４に記載のデータ転送方法。
6. 前記レーン数変更指示信号に基づいて、前記リクエスト信号を受信する受信部に対し、使用するレーン数の変更を通知する信号を、前記リクエスト信号より優先して出力するステップ、
   を備える請求項５に記載のデータ転送装置。

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