JP2017027506A - データ処理装置及びデータ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を確実に削減し得るデータ処理装置及びデータ処理方法を提供する。
【解決手段】揮発性メモリと不揮発性メモリとを含むメモリ部と、所定の動作を行う動作部と、メモリ部を制御するメモリ制御部とを有し、動作部は、メモリ部へのデータの格納をメモリ制御部に要求する際に、データを保持する必要のある期間である必要保持期間を示す情報をメモリ制御部に通知し、メモリ制御部は、データの必要保持期間を示す前記情報に基づいてデータの格納先を揮発性メモリと不揮発性メモリとのうちのいずれにするかを判定し、判定された格納先にデータを格納する。
【選択図】図３

Description

本発明は、データ処理装置及びデータ処理方法に関する。

各種の電子機器においては、ＣＰＵ等で処理されるデータを記憶するためのメモリとして、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）に代表される揮発性メモリが使用されている。ＤＲＡＭは、一定時間が経過するとデータが消失してしまうという特性を有している。ＤＲＡＭ上にデータを保持し続けるためには、電荷を再チャージする動作、即ち、リフレッシュ動作を所定の間隔で行うことが必要とされる。所定のリフレッシュ間隔で電荷を再チャージし続けなければならないため、ＤＲＡＭは多量の電力を消費する。

引用文献１には、ＤＲＡＭに対するアクセスが行われない場合には、リフレッシュ動作を停止することにより消費電力を削減することが記載されている。

特開２００２−１３２５９１号公報

しかしながら、従来の技術では、必ずしも確実に消費電力を低減し得なかった。

本発明の目的は、消費電力を確実に削減し得るデータ処理装置及びデータ処理方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、揮発性メモリと不揮発性メモリとを含むメモリ部と、所定の動作を行う動作部と、前記メモリ部を制御するメモリ制御部とを有し、前記動作部は、前記メモリ部へのデータの格納を前記メモリ制御部に要求する際に、前記データを保持する必要のある期間である必要保持期間を示す情報を前記メモリ制御部に通知し、前記メモリ制御部は、前記データの前記必要保持期間を示す前記情報に基づいて前記データの格納先を前記揮発性メモリと前記不揮発性メモリとのうちのいずれにするかを判定し、判定された前記格納先に前記データを格納することを特徴とするデータ処理装置が提供される。

本発明によれば、消費電力を確実に低減し得るデータ処理装置及びデータ処理方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態によるデータ処理装置を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態によるデータ処理装置におけるデータ処理の概要を示す図である。 本発明の第１実施形態によるデータ処理装置におけるデータの書き込み処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態によるデータ処理装置におけるアドレス変換テーブルを示す図である。 本発明の第１実施形態によるデータ処理装置におけるデータの読み出し処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるデータ処理装置におけるアドレス変換テーブルを示す図である。 本発明の第２実施形態によるデータ処理装置におけるメモリ制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態によるデータ処理装置におけるデータの書き込み処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるデータ処理装置におけるリフレッシュ動作の停止の処理を示すフローチャートである。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。

［第１実施形態］
第１実施形態によるデータ処理装置及びデータ処理方法を図１乃至図５を用いて説明する。図１は、本実施形態によるデータ処理装置を示すブロック図である。

本実施形態によるデータ処理装置は、動画像の撮影が可能な撮像装置、即ち、動画像の撮影が可能なデジタルカメラである。なお、ここでは、データ処理装置が撮像装置である場合を例に説明するが、データ処理装置は撮像装置に限定されるものではない。データ処理装置が、撮像する機能を有していなくてもよい。

図１に示すように、本実施形態によるデータ処理装置１００は、制御部１１４等によって処理されるデータを記憶するためのメモリ部１２７を備えている。メモリ部１２７は、揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２とを含んでいる。揮発性メモリ１２１としては、例えばＤＲＡＭが用いられている。不揮発性メモリ１２２としては、例えば、記憶素子に磁性体を用いた不揮発性メモリであるＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory、磁気抵抗メモリ）が用いられている。揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作を行わなければ、揮発性メモリ１２１に記憶されたデータは、揮発性メモリ１２１がデータを保持することが可能な時間である保持時間が経過すると消失する。

制御部１１４は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサであり、データ処理装置１００の全体の制御を司る。なお、図１では、煩雑さを避けるために記載していないが、制御や通信を行うための信号線によって制御部１１４と各機能ブロックとが接続されている。なお、各々の機能ブロックは、動作部と称される場合もある。

操作部１２０は、ユーザがデータ処理装置１００に対して指示を与えるために用いられるものであり、キー、ボタン、リモコン、タッチパネル等の入力デバイスを含む。操作部１２０からの信号は、制御部１１４によって検出され、制御部１１４は、検出した操作に応じた動作が実行されるように、各動作部を制御する。

表示部１２３は、表示処理部（表示制御部）１１０を介して表示部１２３に提供される画像、メニュー画面、各種情報等を表示する。表示部１２３に提供される画像は、データ処理装置１００によって撮影中の画像である場合もあるし、記録媒体１２４に記録された撮影済みの画像である場合もある。表示部１２３は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等であってもよいし、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）等であってもよい。

同期信号生成部１１２は、データ処理装置１００内の各動作部における動作のタイミングを同期させるための同期信号を生成する。同期信号生成部１１２は、所定の周期の同期信号を出力する。同期信号としては、例えば、映像入力同期信号、映像出力同期信号等が挙げられる。映像入力同期信号は、例えば、撮像センサ部（撮像素子）１０２から出力される画像データを取得するタイミングを制御するために用いられる。映像出力同期信号は、例えば、表示部１２３や映像出力端子１２５に接続される外部機器（図示せず）を、映像フレームに同期させるために用いられる。同期信号生成部１１２は、これらの同期信号を生成し、データ処理装置１００内の各動作部に供給する。

撮影対象となる被写体の光学像、即ち、被写体像は、撮像光学部（撮影光学系）１０１を介して撮像センサ部１０２の撮像面に結像される。ユーザが操作部１２０を操作することによって行われる撮影開始（記録開始）の指示に応じて、制御部１１４は、撮影及び記録の動作を開始する。カメラ制御部（撮像装置制御部）１０７は、撮像光学部１０１、撮像センサ部１０２等を制御する。カメラ制御部１０７は、評価値算出部１０５によって取得される絞り、フォーカス、手ぶれ等の評価値算出結果や、認識部１０６からの被写体情報等に基づき、撮像光学部１０１、撮像センサ部１０２等を適宜制御する。

撮像センサ部１０２は、例えば、画素ごとに配置される赤、緑、青（ＲＧＢ）のカラーフィルタを透過した光を電気信号に変換するＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサである。なお、カラーフィルタの色や配列は、例えば、原色ベイヤ配列とすることができるが、他の任意の配列を採用することも可能である。更には、撮像センサ部１０２は、異なるカラーフィルタを配した３枚のイメージセンサを用い、それぞれ異なる色情報を取得するような構成であってもよい。

撮像センサ部１０２によって光電変換された電気信号に対して、センサ信号処理部１０３によって修復処理が施される。修復処理としては、欠陥画素や信頼性の低い画素、即ち、修復対象の画素から出力された信号に対し、当該修復対象の画素の周辺の画素から出力された信号を用いて補間を行ったり、所定のオフセット値を減算したりする処理が挙げられる。センサ信号処理部１０３から出力される画像データは、未現像の段階のデータであり、一般に、ＲＡＷデータと称される。

センサ信号処理部１０３から出力されるＲＡＷデータに対して、現像部１０４によって現像処理が行われる。現像部１０４は、ＲＡＷデータに対してデベイヤー処理（デモザイク処理、又は、色補間処理とも称される）、ホワイトバランス調整、ＲＧＢ→ＹＵＶ変換、ノイズ低減、光学歪補正等を行うことによって、ＲＡＷデータを現像する。なお、ＲＡＷデータの現像処理は、これに限定されるものではなく、これらの処理の全てが現像処理に含まれているとは限らない。これらの処理とは異なる他の処理が現像処理に更に含まれてもよく、また、これらの処理のうちの一部が現像処理に含まれなくてもよい。

現像部１０４によって現像処理されたデータは、表示処理部１１０によって所定の処理が施された後、表示部１２３によって表示される。また、現像部１０４によって現像処理された画像データを、映像出力端子１２５に接続された外部機器に出力することも可能である。

現像部１０４によって現像処理された画像データは、認識部１０６にも供給される。認識部１０６は、画像中から被写体を検出し、当該被写体を認識する機能を有している。認識部１０６は、例えば、画像に含まれている人物の顔を検出し、顔が検出された場合には、当該顔の位置や大きさ等を示す情報を出力する。認識部１０６は、更に、顔の特徴情報に基づいて、特定の人物の認証等を行ってもよい。認識部１０６によって得られた認識結果は、カメラ制御部１０７へと供給され、例えば、特定の人物に対してフォーカスを合わせるという用途に用いられる。

現像部１０４によって現像処理された画像データは、動画圧縮部１０９にも供給される。動画圧縮部１０９は、複数の連続した画像に対して、例えば、ＭＰＥＧ−２やＨ．２６４、Ｈ．２６５等の符号化手法を用いた圧縮処理を行うことにより、動画ファイルを作成する。

動画圧縮部１０９によって作成された動画ファイルは、記録再生部１１１を介して記録媒体１２４に記録される。記録媒体１２４は、例えば、内蔵型の大容量メモリ、内蔵型のハードディスク、着脱可能なメモリカード等である。記録再生部１１１は、記録媒体１２４に格納された動画ファイルを読み出して、揮発性メモリ１２１上や不揮発性メモリ１２２上に展開することもできる。

動画像の再生動作が開始されると、記録再生部１１１は、記録媒体１２４から所望の動画ファイルを取得し、取得した動画ファイルを動画伸張部１０８に供給する。動画伸張部１０８は、記録再生部１１１から供給された動画ファイルを復号して伸張し、伸張した動画ファイルを再生画像として表示処理部１１０に供給する。

メモリ制御部１１３は、データ処理装置１００の各動作部からのメモリ部１２７へのアクセスを制御するものである。ここでいう動作部には、例えば、センサ信号処理部１０３、現像部１０４、評価値算出部１０５、認識部１０６、動画伸張部１０８、動画圧縮部１０９、表示処理部１１０、記録再生部１１１、同期信号生成部１１２、及び、制御部１１４が該当する。なお、動作部は、これらに限定されるものではなく、メモリ部１２７へのデータの格納をメモリ制御部１１３に対して要求する機能を有するものが広く含まれる。

メモリ部１２７に対する書き込みリクエスト、即ち、データ格納要求が、いずれかの動作部から発行された際には、メモリ制御部１１３は、以下のように動作する。即ち、メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２のいずれにデータを格納すべきか判定し、判定の結果に基づいて揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２のいずれかにデータを格納する。また、メモリ制御部１１３は、データ処理装置１００内において全体としてデータの転送効率が向上するように、リクエストの並び替えやリクエストの結合処理等も行う。更に、メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１に対するリフレッシュ動作の制御も行い得る。ただし、本実施形態では、揮発性メモリ１２１に対するリフレッシュは行わないものとする。

揮発性メモリ１２１は、データ処理装置１００が処理するデータを一時的に保持するために用いられる。不揮発性メモリ１２２も、データ処理装置１００が処理するデータを一時的に保持するために用い得るが、不揮発性メモリ１２２は、電源を遮断してもデータが消えないという特性を有している。このため、電源を遮断してもデータが消えないことが好ましいデータ、具体的には、プログラムコード等は、不揮発性メモリ１２２に格納される。

なお、ここでは、ＧＭＲ効果を動作原理とする不揮発性メモリであるＭＲＡＭを不揮発性メモリ１２２として用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。ＦｅＲＡＭ、ＰＲＡＭ、ＦｌａｓｈＲＡＭ等、他のあらゆるタイプの不揮発性のメモリを、不揮発性メモリ１２２として用い得る。

また、データ処理装置１００は、温度検出部１２６を備えている。温度検出部１２６は、データ処理装置１００の内部、揮発性メモリ１２１、不揮発性メモリ１２２等の温度を監視し、制御部１１４へ通知する機能を有する。

図２は、本実施形態によるデータ処理装置におけるデータ処理の概要を示す図である。ここでは、撮像センサ部１０２によって取得される動画像をリアルタイムで処理する場合を例に説明する。図２（ａ）は、本実施形態によるデータ処理装置が動画撮影モードで動作している際の、各動作部のデータフローの一部を示す図である。

図２（ａ）に示すように、センサ信号処理部１０３から出力されるデータは、現像部１０４によって現像処理される。現像部１０４によって処理されたデータは、認識部１０６において利用され、また、動画圧縮部１０９及び表示処理部１１０によって処理される。動画圧縮部１０９によって処理されたデータは、記録再生部１１１によって記録媒体１２４等に記録される。なお、図２（ａ）は、処理の流れを概念的に示したものであり、これらの動作部間でデータが直接授受されるわけではない。ある動作部が処理したデータは、後述するように、メモリ制御部１１３を介してメモリ部１２７に記憶される。そして、メモリ部１２７からデータが適宜読み出され、他の動作部によってデータが処理される。

図２（ｂ）は、本実施形態によるデータ処理装置におけるデータ処理のタイミングを示す図である。図２（ｂ）において、実線の枠を用いて示された部分は、当該動作部がデータを処理している期間を示している。また、図２（ｂ）において、点線の枠とハッチングとを用いて示された部分は、当該動作部が行う処理よりも後の処理を行うために当該データを保持しておく必要がある期間（以降、必要保持期間と称す）を示している。また、図２（ｂ）において、各動作部が処理する画像データについて、同じ番号が付加された画像データは同じフレームを示している。例えば、Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１は、１番目のフレームの画像データである。

センサ信号処理部１０３は、同期信号生成部１１２よって生成される映像入力同期信号によって処理を開始する。センサ信号処理部１０３によって処理された画像データＡ１、Ａ２、Ａ３・・・は、処理が完了した部分が生じる毎に現像部１０４に逐次供給され、現像部１０４によって現像処理が施される。現像部１０４によって処理されたデータＢ１１、Ｂ２、Ｂ３・・・は、現像が完了した部分が生じる毎に動画圧縮部１０９等に逐次供給され、動画圧縮部１０９によって圧縮処理が施される。なお、映像入力同期信号のタイミングは、図２（ｂ）において、▼印を用いて示されている。

認識部１０６における認識処理は、比較的長時間を要する。このため、認識部１０６は、現像部１０４によって現像処理されたデータＢ１、Ｂ３、・・・を、映像入力同期信号の２周期に対して１回となるような周期で取得して、認識処理を行う。

記録再生部１１１の書き込みタイミングは、記録媒体１２４の状態によって決定される。例えば、図２（ｂ）においては、Ｄ１からＤ３までのデータがまとめて処理される様子が図示されている。

表示処理部１１０は、同期信号生成部１１２によって生成される映像出力同期信号に同期して表示部１２３にデータを出力する。このため、表示処理部１１０は、映像出力同期信号に同期して処理を実施する。なお、映像出力同期信号のタイミングは、図２（ｂ）において、◆印を用いて示されている。

このように、ほとんど全てのデータが所定の同期信号に同期して処理され、各処理の開始と終了のタイミングは周期毎にほぼ一定である。

図２（ｃ）は、各動作部からメモリ制御部１１３に通知される情報を示す図である。本実施形態によるデータ処理装置１００の各動作部は、アドレスやコマンド等の一般的な情報をメモリ制御部１１３に対して供給する際に、これらの一般的な情報に加えて以下のような情報を供給する。即ち、各動作部は、メモリ部１２７へのデータの格納をメモリ制御部１１３に要求する際に、当該データを保持する必要のある期間である必要保持期間を示す情報をもメモリ制御部１１３に通知する。必要保持期間を示す情報としては、例えば、同期信号の何周期分だけデータを保持しておく必要があるかを示す情報、即ち、必要保持周期数を示す情報とすることができる。

例えば、センサ信号処理部１０３から出力されるデータは、現像部１０４によってすぐに利用される。このため、センサ信号処理部１０３から出力される画像データは、映像入力同期信号の１周期分だけ保持できていればよい。

一方、現像部１０４から出力されるデータは、認識部１０６によって認識処理がなされる場合には、映像入力同期信号の２周期分と映像出力同期信号の１周期分のうちのいずれか長い方の期間だけデータを保持しておく必要がある。

このように、データをメモリ部１２７に保持しておくことが必要な期間、即ち、必要保持期間は、データによって異なっている。このため、各々の動作部は、メモリ部１２７へのデータの格納をメモリ制御部１１３に要求する際に、当該データを保持する必要のある期間である必要保持期間を示す情報、具体的には、必要保持周期数を、メモリ制御部１１３に通知する。メモリ制御部１１３は、当該データの必要保持期間と揮発性メモリ１２１の保持時間とを比較し、比較の結果に基づいて当該データの格納先を揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２のうちのいずれにするかを判定し、判定した格納先に当該データを格納する。具体的には、当該データの必要保持期間が揮発性メモリ１２１の保持時間よりも短くない場合には、当該データを不揮発性メモリ１２２に格納する。一方、当該データの必要保持期間が揮発性メモリ１２１の保持時間よりも短い場合には、当該データを揮発性メモリ１２１に格納する。なお、ここでは、必要保持期間を示す情報が必要保持周期数である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。必要保持期間を示す情報は、具体的な時間、即ち、必要保持時間であってもよい。

図３は、本実施形態によるデータ処理装置におけるデータの書き込み処理を示すフローチャートである。
まず、メモリ制御部１１３は、各動作部からの書き込みリクエストを取得する（ステップＳ３０１）。当該書き込みリクエストには、上述したように、アドレスやコマンド等の一般的な情報に加えて、データの必要保持期間を示す情報、具体的には、必要保持周期数を示す情報が付与されている。

動作部からのリクエストを受け取った後、メモリ制御部１１３は、データの必要保持期間を示す情報に基づいて、データの必要保持期間を算出する（ステップＳ３０２）。データの必要保持期間は、以下の式（１）から算出される。
必要保持期間＝ＭＡＸ（周期間隔×必要保持周期数） ・・・（１）

式（１）において、データの必要保持周期数は、上述したように、メモリ部１２７に書き込もうとしているデータをメモリ部１２７において何周期分保持しておく必要があるかを示すデータであり、各動作部からメモリ制御部１１３に通知される。また、周期間隔は、各同期信号が発生する間隔である。

ここで、現像部１０４から出力されるデータの必要保持期間を算出する例を以下に示す。なお、ここでは、映像入力同期信号の間隔を３３ｍｓとし、映像出力同期信号の間隔を６６ｍｓとする場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。図２（ｃ）に示すように、現像部１０４から出力されるデータは、映像入力同期信号の２周期分だけ保持する必要がある。映像入力同期信号の２周期分の時間は、３３ｍｓ×２＝６６ｍｓである。また、現像部１０４から出力されるデータは、映像出力同期信号の１周期分だけ保持する必要がある。映像出力同期信号の１周期分の時間は、６６ｍｓ×１＝６６ｍｓである。データを保持することが必要な必要保持期間は、これらのうちの最大値であるため、６６ｍｓとなる。

なお、図２（ｃ）において、必要保持周期数が無限大と定義されているものは、当該動作部から出力されるデータが他の動作部によって利用されるまでの時間が不定であることを示している。例えば、動画圧縮部１０９から出力されるデータの必要保持期間は、無限大であると算出される。

次に、メモリ制御部１１３は、ステップＳ３０２で算出したデータの必要保持期間と、揮発性メモリ１２１がデータを保持することが可能な時間である保持時間とを比較し、比較の結果に基づいてデータの格納先を決定する（ステップＳ３０３）。揮発性メモリ１２１の保持時間よりもデータの必要保持期間の方が短い場合には、データの利用が完了するまでの間に揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作を行わなくてもデータが消失しない。従って、この場合には、メモリ制御部１１３は、データの格納先を揮発性メモリ１２１と判定する。一方、揮発性メモリ１２１の保持時間よりもデータの必要保持期間の方が長い場合には、データの利用が完了する前に揮発性メモリ１２１からデータが消えてしまう。従って、この場合には、メモリ制御部１１３は、データの格納先を不揮発性メモリ１２２と判定する。なお、揮発性メモリ１２１の保持時間とは、揮発性メモリ１２１に書き込まれたデータがリフレッシュを行わずに保持され得る時間のことである。揮発性メモリ１２１の保持時間は、一般的には、揮発性メモリ１２１の温度によって異なり、高温になるほど保持時間は短くなる。このため、本実施形態では、温度検出部１２６を用いて揮発性メモリ１２１の温度を検出し、検出した温度を独立変数とする所定の関数に従って揮発性メモリ１２１の保持時間を算出する。なお、温度検出部１２６を用いずに、常に最高温度であると仮定して、揮発性メモリ１２１の保持時間を決定するようにしてもよい。

次に、メモリ制御部１１３は、ステップＳ３０１で取得した書き込みリクエストの論理アドレスに対して、後述するアドレス変換テーブル上において、物理アドレスが割り当てられているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。

書き込みリクエストの論理アドレスに対して、アドレス変換テーブル上において物理アドレスが割り当てられていない場合には（ステップＳ３０４においてＮＯ）、メモリ制御部１１３は、物理アドレスの割り当てを行う（ステップＳ３０６）。物理アドレスの割り当てが行われた後には、ステップＳ３０７に移行する。

書き込みリクエストの論理アドレスに対して、アドレス変換テーブル上において物理アドレスが割り当てられている場合には（ステップＳ３０４においてＹＥＳ）、メモリ制御部１１３は、ステップＳ３０５に移行する。

ステップＳ３０５では、書き込みリクエストの論理アドレスに対してアドレス変換テーブル上において規定されているデータの格納先と、ステップＳ３０３で判定したデータの格納先とが、一致しているか否かを、メモリ制御部１１３が判定する。これらが一致している場合には（ステップＳ３０５においてＹＥＳ）、ステップＳ３０７に移行する。一方、これらが一致していない場合には（ステップＳ３０５においてＮＯ）、アドレス変換テーブル上において規定されている格納先とは異なる格納先にデータを格納する必要がある。このため、かかる場合には、メモリ制御部１１３は、アドレス変換テーブルを更新し、ステップＳ３０３で判定した格納先のメモリの物理アドレスをデータの書き込み先として割り当てる（ステップＳ３０６）。物理アドレスの割り当てを行われた後には、ステップＳ３０７に移行する。

ステップＳ３０７では、メモリ制御部１１３は、アドレス変換テーブル上に規定された物理アドレスに対してデータを書き込む。こうして、データの書き込み処理が完了する。

図４は、本発明の第１実施形態によるデータ処理装置におけるアドレス変換テーブルを示す図である。メモリ制御部１１３は、図４に示すようなアドレス変換テーブルを保持しており、揮発性メモリ１２１や不揮発性メモリ１２２へのアクセスを適切に管理する。メモリ制御部１１３は、データ処理装置１００の各動作部から、リクエストと、当該リクエストとともに発行される論理アドレスとを受け取る。そして、図４に示すようなアドレス変換テーブルを用いて、論理アドレスを物理アドレスに変換し、当該物理アドレスを用いて揮発性メモリ１２１又は不揮発性メモリ１２２に対してリクエストを発行する。

なお、ここでは、格納先のメモリと物理アドレスとがアドレス変換テーブルにおいて規定されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、物理アドレスの最上位ビットを格納先の情報として利用することも可能である。また、保護ビット等の追加情報がアドレス変換テーブルに規定されていてもよい。

図５は、本実施形態によるデータ処理装置におけるデータの読み出し処理を示すフローチャートである。
まず、メモリ制御部１１３は、各動作部からの読み出しリクエストを取得する（ステップＳ５０１）。
読み出しリクエストを取得した後、メモリ制御部１１３は、アドレス変換テーブルに基づいて、論理アドレスから物理アドレスへの変換を行う処理であるアドレス変換処理を行う（ステップＳ５０２）。

次に、メモリ制御部１１３は、当該論理アドレスに対応するメモリ、即ち、データの格納先が揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２のいずれであるかを判定する（ステップＳ５０３）。データの格納先が揮発性メモリ１２１である場合には（ステップＳ５０３においてＹＥＳ）、揮発性メモリ１２１に対して読み出しリクエストを発行し、揮発性メモリ１２１からデータを読み出す（ステップＳ５０４）。一方、データの格納先が不揮発性メモリ１２２である場合には（ステップＳ５０３においてＮＯ）、不揮発性メモリ１２２に対して読み出しリクエストを発行し、不揮発性メモリ１２２からデータを読み出す（ステップＳ５０５）。このように、各動作部は、読み出しの対象となるデータが揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２のいずれに格納されているかを特に考慮せずに、メモリ部１２７からデータを読み出すことができる。

このように、本実施形態によれば、動作部がメモリ部１２７へのデータの格納をメモリ制御部１１３に要求する際に、当該データの必要保持期間を示す情報をメモリ制御部１１３に通知する。メモリ制御部１１３は、データの必要保持期間を示す情報に基づいてデータの格納先を揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２とのうちのいずれにするかを判定し、判定した格納先にデータを格納する。具体的には、揮発性メモリ１２１の保持時間よりも必要保持期間が短いデータのみを揮発性メモリ１２１に格納し、揮発性メモリ１２１の保持時間よりも必要保持期間が短くないデータについては、不揮発性メモリ１２２に格納する。このため、本実施形態によれば、揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作を行わなくても、データが消失してしまうことはない。本実施形態によれば、揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作を行う必要がないため、消費電力を確実に低減し得るデータ処理装置を提供することができる。

なお、特許文献１では、ＤＲＡＭに対するアクセスがある場合にはリフレッシュ動作を停止しないため、消費電力を必ずしも確実に低減し得ない。

［第２実施形態］
第２実施形態によるデータ処理装置及びデータ処理方法について図６乃至図９を用いて説明する。図１乃至図５に示す第１実施形態によるデータ処理装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

本実施形態によるデータ処理装置は、揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２とに対するアクセス量や、揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２の空き容量をそれぞれ監視し、監視の結果に更に基づいてデータの格納先を判定するものである。

図６は、本実施形態によるデータ処理装置におけるアドレス変換テーブルを示す図である。アドレス変換テーブルは、格納先と物理アドレスとに加えて、リフレッシュ要フラグを更に備えている。リフレッシュ要フラグは、揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作を行う必要があるか否かを示す情報である。当該論理アドレスに格納されているデータの必要保持期間が揮発性メモリ１２１の保持時間よりも長い場合には、リフレッシュ要フラグとして、リフレッシュが必要であることを示す値が格納される。リフレッシュ要フラグの内容が例えば“１”の場合には、リフレッシュが必要であることを意味する。リフレッシュ要フラグの内容が例えば“０”の場合には、リフレッシュが不要であることを意味する。従って、リフレッシュ要フラグが“１”のデータが揮発性メモリ１２１に格納されている場合には、揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作を行うことを要する。一方、揮発性メモリ１２１に格納されている全てのデータのリフレッシュフラグが“０”である場合には、揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作を行うことを要しない。メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１に格納されるデータの全てが、リフレッシュが不要なデータとなるように、データの格納先を制御する。

このように、メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１に格納されるデータの全てがリフレッシュ不要となるようにデータの格納先を制御するが、リフレッシュが必要なデータを揮発性メモリ１２１に書き込まざるを得ない場合が生じる。例えば、不揮発性メモリ１２２の空き容量が不足している場合や、不揮発性メモリ１２２へのアクセス量が帯域幅を超えた場合等には、リフレッシュが必要なデータを揮発性メモリ１２１にデータを格納せざるを得ない。従って、このような場合には、本実施形態では、リフレッシュが必要なデータであっても揮発性メモリ１２１に格納する。

例えば、図６に示すように、論理アドレス０ｘ０１８０に格納されているデータはリフレッシュ要フラグが“１”であるが、揮発性メモリ１２１に格納されている。このように、リフレッシュが必要なデータが揮発性メモリ１２１に格納されている場合には、メモリ制御部１１３は揮発性メモリ１２１に対するリフレッシュ動作を行う。

図７は、本実施形態によるデータ処理装置におけるメモリ制御部１１３の構成を示す図である。図７に示すように、各動作部からのリクエストが、格納先判定部（振り分け制御部）７０１に入力されるようになっている。各動作部からのリクエストがデータの書き込みリクエストである場合には、当該データを保持する必要のある期間である必要保持期間を示す情報も付加されている。格納先判定部７０１は、データの格納先を揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２とのうちのいずれにするかを判定するものである。格納先判定部７０１は、各動作部からの情報と、アドレス変換テーブル７０２と、監視部７０３によって得られる情報とに基づいて、データの格納先を決定する。なお、格納先の決定方法の詳細については、後述することとする。

格納先判定部７０１によって格納先の判定が行われたリクエストに対して、調停部７０４ａ、７０４ｂによって調停が行われ、これにより単一のリクエストが選択される。調停によって選択されたリクエストの情報は、コマンド変換部７０５、７０７によって揮発性メモリ１２１や不揮発性メモリ１２２によって認識することが可能なコマンドに変換され、揮発性メモリ１２１や不揮発性メモリ１２２に送信される。なお、揮発性メモリ１２１側のコマンド変換部７０５は、リフレッシュ制御部７０６からリフレッシュ動作の指示を受けた際には、揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュコマンド（オートリフレッシュコマンド）を発行する。

メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１へのアクセス状態や不揮発性メモリ１２２へのアクセス状態を監視する監視部７０３を有している。監視部７０３は、揮発性メモリ１２１や不揮発性メモリ１２２に転送されるデータ量に基づいて、データの転送レート（１秒間に何ＭＢデータを転送しているか）を検出する。そして、監視部７０３は、検出した転送レートを格納先判定部７０１に出力する。例えば、不揮発性メモリ１２２へのデータの転送レートが、不揮発性メモリ１２２の最大データ転送レートであり、かつ、調停部７０４ａに大量のリクエストが存在している場合には、このまま動作を継続すると、周期的な動作を所定の周期内で完了し得ない。このような場合には、データ処理装置１００が全体としてシステム停止に陥ってしまう可能性がある。従って、このような場合には、不揮発性メモリ１２２に格納すると判定されたデータを揮発性メモリ１２１に書き込むことによって、システム停止に陥るのを回避する。この場合には、必要保持期間が揮発性メモリ１２１の保持時間よりも長いデータを揮発性メモリ１２１へ書き込むこととなるため、揮発性メモリ１２１のリフレッシュ動作を起動させることによってデータの消失を防ぐ。

図８は、本実施形態によるデータ処理装置におけるデータ書き込み処理を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ８０１及びステップＳ８０２は、図３を用いて上述した第１実施形態のステップＳ３０１及びステップＳ３０２と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ８０３において、メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２のそれぞれのアクセス量と空き容量とを算出する。揮発性メモリ１２１へのアクセス量と不揮発性メモリ１２２へのアクセス量とは、監視部７０３によって算出される。揮発性メモリ１２１の空き残量は、揮発性メモリ１２１のうちの論理アドレスが割り当てられていない部分の容量である。また、不揮発性メモリ１２２の空き残量は、不揮発性メモリ１２２のうちの論理アドレスが割り当てられていない部分の容量である。これら空き容量の情報は、アドレス変換テーブル７０２に基づいて算出し得る。

次に、メモリ制御部１１３は、データの格納先を揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２のうちのいずれにするかを判定する（ステップＳ８０４）。データの格納先は、ステップＳ８０２で算出したデータの必要保持期間と、揮発性メモリ１２１の保持時間とに基づき、更に、ステップＳ８０３で算出したアクセス量及び空き容量に基づいて判定される。揮発性メモリ１２１の保持時間よりもデータの必要保持期間の方が短い場合には、データの利用が完了するまでの間に、揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作を行わなくてもデータが消失してしまうことはない。従って、かかる場合には、原則として、データの格納先を揮発性メモリ１２１と判定する。但し、揮発性メモリ１２１へのアクセス量が所定の値よりも高く、揮発性メモリ１２１にデータを格納することが困難な場合には、データの格納先を不揮発性メモリ１２２と判定する。なお、かかる所定の値は、揮発性メモリ１２１に対する伝送の帯域幅に基づいて設定される。また、揮発性メモリ１２１の空き容量が格納しようとするデータのサイズよりも小さい場合にも、データの格納先を不揮発性メモリ１２２と判定する。

揮発性メモリ１２１の保持時間よりもデータの必要保持期間の方が長い場合には、揮発性メモリ１２１にデータを格納してしまうとデータの利用が完了する前にデータが消失してしまう。このため、かかる場合には、原則として、データの格納先を不揮発性メモリ１２２と判定する。但し、不揮発性メモリ１２２へのアクセス量が所定の値よりも高く、不揮発性メモリ１２２にデータを格納することが困難な場合には、データの格納先を揮発性メモリ１２１と判定する。なお、かかる所定の値は、不揮発性メモリ１２２に対する伝送の帯域幅に基づいて設定される。また、不揮発性メモリ１２２の空き容量が格納しようとするデータのサイズよりも小さい場合にも、データの格納先を揮発性メモリ１２１と判定する。

ステップＳ８０５からステップＳ８０８は図３を用いて第１実施形態において上述したステップＳ３０４からステップＳ３０７と同様であるため、説明を省略する。

次に、メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１に書き込む予定のデータがリフレッシュ要のデータか否かを判定する（ステップＳ８０９）。リフレッシュ要のデータとは、上述したように、データの必要保持期間が揮発性メモリ１２１の保持時間よりも長いデータである。リフレッシュ要のデータを揮発性メモリ１２１に書き込む場合には（ステップＳ８０９においてＹＥＳ）、データの消失を避けるために、揮発性メモリ１２１に対するリフレッシュ動作を行う（ステップＳ８１０）。一方、リフレッシュ要のデータを揮発性メモリ１２１に書き込まない場合には（ステップＳ８０９においてＮＯ）、揮発性メモリ１２１に対するリフレッシュ動作を行わない。こうして、メモリ部１２７へのデータの格納が完了する。

図９は、本実施形態によるデータ処理装置におけるリフレッシュ動作の停止の処理を示すフローチャートである。なお、リフレッシュ動作の停止の処理は、例えば、タイマー割り込み等に同期し、一定間隔で起動するようにすることができるが、これに限定されるものではない。例えば、データを読み出すタイミングにおいて、リフレッシュ動作の停止の処理を起動させるようにしてもよいし、ユーザによる指示に基づいてリフレッシュ動作の停止の処理を起動させるようにしてもよい。

まず、ステップＳ９０１において、メモリ制御部１１３は、アドレス変換テーブル７０２に基づいて、イレギュラーなデータの格納を検出する。イレギュラーなデータの格納には、以下のようなものが該当する。例えば、本来であれば揮発性メモリ１２１に格納すべきであるが、何らかの要因によって不揮発性メモリ１２２に格納されているデータが、イレギュラーなデータの格納に該当する。また、本来であれば不揮発性メモリ１２２に格納すべきであるが、何らかの要因によって揮発性メモリ１２１に格納されているデータも、イレギュラーなデータの格納に該当する。

次に、メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１と不揮発性メモリ１２２のそれぞれの空き容量及びアクセス量を検出する（ステップＳ９０２）。

ステップＳ９０２で検出した空き容量とアクセス量とに基づいて、メモリ制御部１１３は、イレギュラーに格納されたデータを本来の格納先へ移動することが可能か否かを判定する（ステップＳ９０３）。移動先に十分な空き容量があり、かつ、移動先のアクセス量が帯域幅に対して余裕がある場合には、メモリ制御部１１３は、当該データを移動可能であると判定する。

移動可能と判定した場合には（ステップＳ９０３においてＹＥＳ）、メモリ制御部１１３は、移動元から移動先にデータのコピーを行う（ステップＳ９０４）。データの移動を行った場合には、メモリ制御部１１３は、アドレス変換テーブル７０２における格納先及び物理アドレスの情報を更新する（ステップＳ９０５）。移動が不可能であると判定した場合には（ステップＳ９０３においてＮＯ）、リフレッシュ動作の停止を行うことなく、図９に示す処理を終了する。

ステップＳ９０６では、メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１にリフレッシュ要のデータが格納されているか否かを、ステップＳ９０５で更新されたアドレス変換テーブルに基づいて判定する（ステップＳ９０６）。揮発性メモリ１２１にリフレッシュ要のデータが格納されていないにもかかわらず、揮発性メモリ１２１に対してリフレッシュ動作が行われている場合には（ステップＳ９０６においてＹＥＳ）、メモリ制御部１１３は、揮発性メモリ１２１のリフレッシュ動作を停止する（ステップＳ９０７）。一方、揮発性メモリ１２１にリフレッシュ要のデータが格納されている場合には（ステップＳ９０６においてＮＯ）、リフレッシュ動作の停止を行うことなく、図９に示す処理を終了する。こうして、リフレッシュ動作の停止の処理が完了する。

このように、本実施形態によれば、揮発性メモリ１２１にデータを格納できない場合には、不揮発性メモリ１２２にデータを格納する。一方、不揮発性メモリ１２２にデータを格納できない場合には、揮発性メモリ１２１にデータを格納する。このため、本実施形態によれば、システム停止に陥ることなく、データ処理装置を良好に動作させ続けることができる。また、本実施形態によれば、リフレッシュ動作を起動した場合であっても、リフレッシュ動作が不要になった場合には、リフレッシュ動作を停止する。このため、本実施形態によれば、消費電力を確実に低減し得るデータ処理装置を提供することができる。

［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、同期信号に同期して周期的に生成されるデータを格納する場合を例に説明したが、同期信号に同期せずに非周期的に生成されるデータの場合には、不揮発性メモリ１２２に格納するようにすればよい。

また、上記実施形態では、動画像データを処理するデータ処理装置を例に説明したが、本発明の適用対象は、動画像データを処理するデータ処理装置に限定されるものではない。様々なデータを処理するデータ処理装置に本発明を広く適用することができる。例えば、音声データを処理するデータ処理装置に本発明を適用するようにしてもよい。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００…データ処理装置
１１３…メモリ制御部
１２１…揮発性メモリ
１２２…不揮発性メモリ
１２５…映像出力端子

Claims (14)

1. 揮発性メモリと不揮発性メモリとを含むメモリ部と、
   所定の動作を行う動作部と、
   前記メモリ部を制御するメモリ制御部とを有し、
   前記動作部は、前記メモリ部へのデータの格納を前記メモリ制御部に要求する際に、前記データを保持する必要のある期間である必要保持期間を示す情報を前記メモリ制御部に通知し、
   前記メモリ制御部は、前記データの前記必要保持期間を示す前記情報に基づいて、前記データの格納先を前記揮発性メモリと前記不揮発性メモリとのうちのいずれにするかを決定し、決定した前記格納先に前記データを格納する
   ことを特徴とするデータ処理装置。
2. 前記メモリ制御部は、前記揮発性メモリがデータを保持することが可能な時間である保持時間よりも前記必要保持期間が短い前記データを前記揮発性メモリに格納し、前記保持時間よりも前記必要保持期間が短くない前記データを前記不揮発性メモリに格納し、前記揮発性メモリに対するリフレッシュ動作を行わない
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
3. 前記メモリ制御部は、前記揮発性メモリがデータを保持することが可能な時間である保持時間よりも前記必要保持期間が短くない前記データを前記揮発性メモリに格納した場合には、前記揮発性メモリに対するリフレッシュ動作を行い、前記揮発性メモリに格納された全てのデータの前記必要保持期間が前記揮発性メモリの前記保持時間よりも短い場合には、前記揮発性メモリに対するリフレッシュ動作を行わない
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
4. 前記メモリ制御部は、前記揮発性メモリへのアクセスと前記不揮発性メモリへのアクセスとをそれぞれ監視し、前記監視の結果に更に基づいて前記データの前記格納先を判定する
   ことを特徴とする請求項３に記載のデータ処理装置。
5. 前記メモリ制御部は、前記揮発性メモリへのアクセス量と前記不揮発性メモリへのアクセス量とをそれぞれ監視し、前記揮発性メモリへの前記アクセス量が前記揮発性メモリの帯域幅を超えず、前記不揮発性メモリへの前記アクセス量が前記不揮発性メモリへのアクセス量を超えないように、前記データの前記格納先を判定する
   ことを特徴とする請求項４に記載のデータ処理装置。
6. 前記データは、所定の同期信号に同期して周期的に生成される
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
7. 前記メモリ制御部は、前記所定の同期信号に同期せずに非周期的に生成されるデータを前記不揮発性メモリに格納する
   ことを特徴とする請求項６に記載のデータ処理装置。
8. 前記所定の同期信号は、映像入力同期信号である
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載のデータ処理装置。
9. 前記所定の同期信号は、映像出力同期信号である
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載のデータ処理装置。
10. 前記動作部は、前記必要保持期間に対応した前記同期信号の周期の数を示す情報を、前記必要保持期間を示す情報として前記メモリ制御部に出力する
    ことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
11. 動画像データを入力する手段と、
    前記同期信号を生成する手段とを備え、
    前記動作部は、前記同期信号に応じて前記動画像データを処理する複数の処理手段を含み、
    前記メモリ制御部は、前記複数の処理手段からの前記メモリ部に対するアクセスを制御する
    ことを特徴とする請求項６に記載のデータ処理装置。
12. 温度を検出する温度検出部を更に有し、
    前記メモリ制御部は、前記温度検出部による前記温度の検出の結果に更に基づいて、前記データの前記格納先を判定する
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
13. データを保持する必要のある期間である必要保持期間を示す情報を通知するステップと、
    前記データの前記必要保持期間を示す前記情報に基づいて前記データの格納先を揮発性メモリと不揮発性メモリとのうちのいずれにするかを判定するステップと、
    判定された前記格納先に前記データを格納するステップと
    を有することを特徴とするデータ処理方法。
14. コンピュータに、
    データを保持する必要のある期間である必要保持期間を示す情報を通知するステップと、
    前記データの前記必要保持期間を示す前記情報に基づいて前記データの格納先を揮発性メモリと不揮発性メモリとのうちのいずれにするかを判定するステップと、
    判定された前記格納先に前記データを格納するステップと
    を実行させるためのプログラム。

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