JP2790007B2 - 画像メモリアクセス制御方式 - Google Patents

画像メモリアクセス制御方式

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JP2790007B2
JP2790007B2 JP5187936A JP18793693A JP2790007B2 JP 2790007 B2 JP2790007 B2 JP 2790007B2 JP 5187936 A JP5187936 A JP 5187936A JP 18793693 A JP18793693 A JP 18793693A JP 2790007 B2 JP2790007 B2 JP 2790007B2
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    • G09G5/39Control of the bit-mapped memory
    • G09G5/393Arrangements for updating the contents of the bit-mapped memory

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像メモリのアクセス制
御方法に関するもので、特に画像メモリに対してビデオ
データの書き込みとコンピュータのリードライトアクセ
スとを同一システム内で行う場合の画像メモリへのアク
セス制御方法に関係する。
【0002】
【従来の技術】近年、ビデオ映像をコンピュータに取り
込み、画像データを加工する画像データ処理システムが
実用化されている。
【0003】このようなシステムでは、ビデオ映像をデ
ジタイズしてメモリに書き込み、コンピュータ上のモニ
タに表示して画像情報を確認しながらコンピュータ内部
にデータを取り込み、加工するようになっている。従っ
て、高速なメモリアクセス、特にコンピュータが高速に
メモリをリードし、必要十分なデータ量を単位時間内に
コンピュータ内部に取り込むことが要求される。
【0004】この一例として、特開平04−88534
号公報記載のシステムは、コンピュータがリードを行う
アドレスの変化に注目し、アドレスの変化分を予測し
て、コンピュータがアクセスを行っていない時間を利用
して予めデータを先読みしてレジスタに格納しておき、
実際のリードアドレスが予想アドレスと一致していたら
レジスタのデータを転送し、一致していなければあらた
めてメモリに対してリードを行う方式も提案されてい
る。図10にデータの処理状態を説明する模式図を示
す。図10(a)はコンピュータのアクセス,図10
(b)は、メモリコントローラのアクセスを模式的に示
している。図10(a),(b)においてT0、T2、
T4、T6はコンピュータが画像メモリに対してデータ
のリードを行っていることを示す。T1、T3、T5、
T7は、先読み処理タイミングを示し、コンピュータの
リードタイミングT0、T2、T4、T6とは競合しな
い空き時間を利用して先読みされたデータがデータレジ
スタ101に格納されることをしめす。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのシステムで
は図10に示されるように、コンピュータのリード処理
とメモリアクセスコントローラのメモリアクセスとを同
時に行えないためコンピュータに待ち時間が生じてい
た。また、この方式ではコンピュータのCPUの処理速
度が遅い場合には比較的効率的なリードアクセスが行え
るが、近年コンピュータのCPUの処理速度が向上して
いるため、CPUの処理速度が高速なコンピュータの場
合には、CPUに無駄な待ち時間が生じることとなる。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるメモリ
アクセス制御方式は、デジタイズしたビデオデータと画
像メモリ、およびコンピュータと画像メモリの緩衝のた
めのFIFOを設けて、画像メモリの高速ページモード
の連続使用を可能にし、ビデオデータの画像メモリへの
書き込みとコンピュータの画像メモリへのアクセスを高
速化する。また、ビデオデータの書き込みとコンピュー
タのリードアクセス、ライトアクセスをビデオの垂直同
期信号で切り替え、時分割してFIFOを共有化し、容
量が必要とされるバッファの規模を抑え、システム規模
を縮小化する。
【0007】さらに、コンピュータの画像メモリへのリ
ードアクセスをより高速化するために、CPUリードモ
ード信号とFIFOのデータ数、および画像メモリのア
クセス設定レジスタの内容によって画像データを予め先
読みし、FIFOに格納しておき、コンピュータのリー
ドアクセス時にはFIFOに格納されているデータをリ
ードする。この際、ビデオ映像を外部画像メモリに取り
込み、そのデータをコンピュータ内部に取り込むシステ
ムにおいては、画像メモリ上の連続した矩形の画像イメ
ージを取り込むことになるので、メモリアクセス、およ
び先読みデータのリードアドレスは、X、Y方向の初期
値と最終値を元に、カウンタでメモリアドレスを変化さ
せながらアクセスを行う。
【0008】
【実施例】以下、本発明を一実施例について図面を参照
して具体的に説明する。
【0009】図4は本発明を適用するシステムの一例の
構成を示している。61はシステム全体を制御するコン
ピュータ、62はA/D変換器、63はA/D変換後の
ビデオデータのメモリへの書き込みとコンピュータ61
の画像メモリへのアクセスを調停、制御する画像データ
制御装置、64はデュアルポートの画像メモリ、65は
画像メモリ64の画像データにコンピュータ61のモニ
タ信号たとえば、画像信号の名称等を重畳するスーパー
インポーズ装置、66はD/A変換器、67はモニタで
ある。
【0010】本発明は、画像データ制御装置63の画像
メモリアクセス制御に関するもので、その構成を図1に
示す。1はビデオ信号をデジタイズしたデジタルビデオ
データ12とCPUライトデータ13、および画像メモ
リ64から読み込んだメモリリードデータ11をセレク
トするデータセレクタ、2はFIFO書き込み要求信号
22を生成するFIFO3への書き込み要求セレクタ、
3は画像メモリ64へのアクセスの緩衝としてアクセス
の高速化を行うFIFO、4はFIFO3へのデータの
書き込みと読み出しの制御、およびメモリコントローラ
6へのメモリアクセスのリクエストを発行するFIFO
コントローラ、5は画像メモリ64へのアクセス位置を
格納するアドレスレジスタ、6は画像メモリ64へのア
クセスを制御するメモリコントローラ、7はY方向とX
方向のアドレスのカウンタを独立に備え、画像メモリ6
4へのアドレスを生成するアドレスコントローラ、8は
コンピュータからのモード選択信号16を元にしてビデ
オの垂直同期信号17で切り替えるメモリアクセスモー
ド切り替え装置である。
【0011】図2は図1のFIFOコントローラ4の詳
細を示すブロック図である。41はFIFO3への書き
込み位置を制御するライトカウンタ、42はライトカウ
ンタ41の値を元にしてFIFO3へのFIFO書き込
み制御信号24を作成するFIFOライト制御装置、4
3はFIFO3からの読みだし位置を制御するリードカ
ウンタ、44はリードカウンタ43の値を元にしてFI
FO3の読みだし位置をセレクトするFIFO読み出し
制御信号25を作成するFIFOリード制御装置、45
はFIFO3に格納されているデータの数を管理するア
ップダウンカウンタ、46は、アクセスモード切り替え
信号20、リードライト切り替え信号21、およびアッ
プダウンカウンタ45の値によりメモリコントローラ6
に対してメモリライトアクセス要求信号26、メモリリ
ードアクセス要求信号27を制御するメモリアクセスリ
クエスト装置である。
【0012】図3は図1のアドレスコントローラ7の詳
細を示すブロック図である。51は画像メモリ64のY
方向のアドレスカウンタの制御を行うY方向カウンタ制
御装置、52はY方向カウンタ制御装置51とX方向カ
ウンタ制御装置53のカウンタ値のロードを制御するカ
ウンタ値ロード制御装置、53は画像メモリ64のX方
向のアドレスカウンタの制御を行うX方向カウンタ制御
装置、54はY方向のアドレスとX方向のアドレスのセ
レクトするセレクタである。
【0013】Y方向とX方向のカウンタ初期値のロード
は、ビデオの垂直同期信号17の切り替わり時に行わ
れ、さらにX方向のカウンタのロードについては、ビデ
オデータの書き込みモードの際には水平同期信号の切り
替わり時に、コンピュータのアクセスモードの際にはX
方向のカウンタの値が最終値に達した後に行われる。
【0014】X方向のカウンタのインクリメントはメモ
リコントローラ6のカウントアップ信号30によって行
われ、Y方向のカウンタのインクリメントは、ビデオデ
ータの書き込みモードの際には水平同期信号の切り替わ
り時に、コンピュータのアクセスモードの際にはX方向
のカウンタの値が最終値に達した後に行われる。
【0015】次に動作について説明する。
【0016】始めにビデオデータを画像メモリ64へ書
き込む場合について説明する。コンピュータ61は画像
メモリ64へのアクセスモードをビデオデータ書き込み
モードに設定する。この設定値は、設定後最初のの垂直
同期信号のフィールド遷移時刻にメモリアクセスモード
切り替え装置8を構成するレジスタでサンプルされ、デ
ータセレクタ1、書き込み要求セレクタ2に通知され
る。
【0017】データセレクタ1とFIFOへの書き込み
要求セレクタ2は、それぞれデジタルビデオデータ12
とビデオデータ書き込み要求信号14をセレクトする状
態となる。A/D変換器62によってデジタイズしたデ
ジタルビデオデータ12とビデオデータ書き込み要求信
号14がアクティブとなり、FIFOコントローラ4の
ライトカウンタ41がインクリメントされFIFOライ
ト制御装置42はライトカウンタ41の値に従い、FI
FO書き込み制御信号24をFIFO3へ出力し、FI
FO3にFIFO書き込みデータ23を書き込む。
【0018】これと並行して、FIFOコントローラ4
のアップダウンカウンタ45もインクリメントされ、メ
モリアクセスリクエスト装置46はメモリコントローラ
6に対してメモリライトアクセス要求信号26を出力す
る。メモリコントローラ6は、アドレスコントローラ7
内部のX方向とY方向のアドレスカウンタの値をアドレ
スセレクト信号31で制御して画像メモリ64に対して
ライトアクセスを行い、1ライトアクセス終了信号28
をFIFOコントローラ4に、X方向のカウンタをイン
クリメントするカウントアップ信号30を出力する。1
ライトアクセス終了信号28がアクティブになると、リ
ードカウンタ43はインクリメントを行い、FIFOリ
ード制御装置44はFIFO読み出し制御信号25の値
を更新する。
【0019】また、アップダウンカウンタ45は1ライ
トアクセス終了信号28によってデクリメントを行いF
IFO3に格納されているデータ数を更新する。ビデオ
データのFIFO3への書き込みは、画像メモリ64へ
のアクセスとは独立に順次行われる。
【0020】次に、コンピュータ61の画像メモリ64
への書き込みについて説明する。コンピュータ61は画
像メモリ64へのアクセス位置を示すアドレスデータ1
9をアドレスレジスタ5に設定し、画像メモリ64への
アクセスモードをCPU書き込みモードに設定する。
のモード変更も、垂直同期信号のフィールド遷移時刻を
以て、メモリアクセスモード切り替え装置で有効とされ
る。この結果、データセレクタ1とFIFOへの書き込
み要求セレクタ2は、それぞれCPUライトデータ13
とCPUライト要求15をセレクトする状態となる。コ
ンピュータ61がコンピュータバスを通して書き込みデ
ータを画像データ制御装置63に転送する。
【0021】CPUライトデータ13とCPUライト要
求15がアクティブとなり、FIFOコントローラ4の
ライトカウンタ41がインクリメントされFIFOライ
ト制御装置42はライトカウンタ41の値に従いFIF
O3へのFIFO書き込み制御信号24を出力し、FI
FO3にFIFO書き込みデータ23を書き込む。
【0022】これと並行して、FIFOコントローラ4
のアップダウンカウンタ45もインクリメントされ、メ
モリアクセスリクエスト装置46はメモリコントローラ
6に対してメモリライトアクセス要求信号26を出力す
る。メモリコントローラ6はビデオデータの書き込みの
際と同様に画像メモリ64に対してライトアクセスを行
い、1ライトアクセス終了信号28をFIFOコントロ
ーラ4に出力する。リードカウンタ43はインクリメン
トを行い、FIFOリード制御装置44はFIFOリー
ド制御信号25の値を更新する。
【0023】また、アップダウンカウンタ45はデクリ
メントを行いFIFO3に格納されているデータ数を更
新する。CPUライトデータ13のFIFO3への書き
込みは、FIFO3の書き込み上限しきい値によりウェ
イト状態となるときがある。
【0024】最後に、コンピュータ61が画像メモリ6
4の値を読み出す場合について説明する。コンピュータ
61が画像メモリ64のデータを効率的に読み出すため
のフローチャートは図5に示す通りであり、コンピュー
タ61は画像メモリ64へのアクセス位置をアドレスレ
ジスタ5に設定し(ステップ71)、画像メモリ64へ
のアクセスモードをCPUリードアクセスモードに設定
する(ステップ72)。このとき、メモリアクセスモー
ド切り替え装置8は、垂直同期信号のフィールド遷移時
に、リードライト切り替え信号21をリードモードに切
り替える。
【0025】次に実際にリードアクセスを行うのである
が、コンピュータリードアクセスモードに設定してから
最初のリードアクセスを行うまでに、画像データ制御装
置63は以下の処理を行う。
【0026】データセレクタ1とFIFOへの書き込み
要求セレクタ2は、それぞれメモリリードデータ11と
1リードアクセス終了信号29をセレクトする状態とな
る。FIFOコントローラ4はコンピュータ61からの
リードアクセスの有無に関係なく、メモリコントローラ
6に対してメモリリードアクセス要求信号27を出力す
る。
【0027】メモリコントローラ6は画像メモリ64に
対してリードアクセスを行い、画像メモリ64から出力
されるデータをラッチし、1リードアクセス要求信号2
9をFIFOへの書き込み要求セレクタ2に出力し、同
時にメモリリードデータ11もアクティブとなる。FI
FOコントローラ4のライトカウンタ41がインクリメ
ントされFIFOライト制御装置42はライトカウンタ
41の値に従いFIFO書き込み制御信号24を出力
し、FIFO3にFIFO書き込みデータ23を書き込
む。
【0028】これと並行して、FIFOコントローラ4
のアップダウンカウンタ45もインクリメントされ、ア
ップダウンカウンタ45の値がFIFO3のデータ数上
限値を越えない限り、メモリアクセスリクエスト装置4
6はメモリコントローラ6に対してメモリリードアクセ
ス要求信号27を出力する。メモリコントローラ6はメ
モリリードアクセス要求信号27がアクティブな限り、
画像メモリ64に対してリードアクセスを行う。
【0029】コンピュータ61がコンピュータバスを通
して画像データ制御装置63に画像メモリ64のリード
アクセスを行う73とCPUリード信号18がアクティ
ブとなりリードカウンタ43がインクリメントされ、F
IFOリード制御装置44はFIFO読み出し制御信号
25の値が示す位置のFIFOの値をコンピュータ61
はリードする。同時にアップダウンカウンタ45の値が
デクリメントされる。FIFOコントローラ4からメモ
リコントローラ6へのメモリリードアクセス要求信号2
7は、FIFO3のデータ数の上限しきい値によりイン
アクティブとなるときがある。
【0030】CPUリード時の動作の一例の模式図を図
9に示す。図9において(a)はCPUリードモード,
(b)はメモリーリードリクエスト,(c)はメモリア
クセス,(d)はFIFOへの書き込み要求,(e)は
FIFO内のデータ数,(f)はCPUリード,(g)
はコンピュータバス上のデータを示す。この図に示すよ
うに、コンピュータ61からのリードアクセスが行われ
る前にFIFO3には既に目的のデータが格納されてい
る。また、FIFO3のデータ数が上限のしきい値を越
えない限り、メモリコントローラ6は画像メモリ64に
対し、FIFO3、信号線34を介して、高速ページモ
ードでリードを続けるので、コンピュータは高速にリー
ド処理を行うことが可能である。
【0031】FIFOコントローラ4からメモリコント
ローラ6へのメモリアクセス要求信号(メモリライトア
クセス要求信号26、およびメモリリードアクセス要求
信号27)は、画像メモリ64へのアクセスモードによ
って異なり、図6のようになる。ビデオデータの書き込
みの場合には、FIFO3に格納されているデータ数が
0個でない場合、コンピュータ61のライトアクセスの
場合にもFIFO3に格納されているデータ数が0個で
ない場合、コンピュータのリードアクセスの場合には、
FIFO3に格納されているデータの数が上限のしきい
値を越えていない場合である。FIFO3に格納されて
いるデータの数はアップダウンカウンタ45で管理して
いる。
【0032】ビデオ書き込みモード、コンピュータライ
トアクセスモード、およびコンピュータリードアクセス
モードの切り替えは、コンピュータからのモード選択信
号16を元に、ビデオの垂直同期信号17をトリガにし
て切り替える。図7はフィールド単位でアクセスモード
を切り替えた例であり、図8はフレーム単位でアクセス
モードを切り替えた例である。1垂直同期信号期間内に
2つ以上のモードが混在することはないので、FIFO
3を時分割して使用することが可能である。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明によればコンピュ
ータが画像メモリのデータをリードする場合には、デー
タを先読みすることにより高速ページモードを連続して
使用できること、またコンピュータが最初のアクセスす
る前からFIFOに目的のデータが格納されているこ
と、FIFOのデータ数が上限のしきい値になるまで高
速ページモードの連続使用が可能なこと、およびコンピ
ュータは画像メモリに対してアクセスするのではなくF
IFOに対してアクセスするだけでよいことにより高速
なリード処理が可能である。また、ビデオデータの書き
込みとコンピュータのリードアクセス、ライトアクセス
で時分割してFIFOを共有化するので、容量が必要と
されるバッファの規模を抑え、システム規模を縮小化す
る事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像メモリアクセス制御方式のブ
ロック図である。
【図2】図1のFIFOコントローラの詳細ブロック図
である。
【図3】図1のアドレスコントローラの詳細ブロック図
である
【図4】本発明を適用したシステムの一例である。
【図5】コンピュータがリードアクセスを行う際のコン
ピュータの動作のフローチャートである。
【図6】FIFOコントローラのメモリアクセス要求信
号の動作条件である。
【図7】メモリアクセスモード切り替えの1例である。
【図8】メモリアクセスモード切り替えの1例である。
【図9】本発明のCPUリードの模式図である。
【図10】従来例2のCPUリードの模式図である。
【符号の説明】
1 データセレクタ 2 FIFOへの書き込み要求セレクタ 3 FIFO 4 FIFOコントローラ 5 アドレスレジスタ 6 メモリコントローラ 7 アドレスコントローラ 8 メモリアクセスモード切り替え装置 11 メモリリードデータ 12 デジタルビデオデータ 13 CPUライトデータ 14 ビデオデータ書き込み要求 15 CPUライト要求 16 モード選択信号 17 垂直同期信号 18 CPUリード 19 アドレスデータ 20 アクセスモード切り替え信号 21 リードライト切り替え信号 22 FIFO書き込み要求信号 23 FIFO書き込みデータ 24 FIFO書き込み制御信号 25 FIFO読み出し制御信号 26 メモリライトアクセス要求信号 27 メモリリードアクセス要求信号 28 1ライトアクセス終了信号 29 1リードアクセス終了信号 30 カウントアップ 31 メモリ制御信号 32 メモリアドレス 33 メモリへの画像データ 34 コンピュータへの画像データ 35 水平同期信号 41 ライトカウンタ 42 FIFOライト制御 43 リードカウンタ 44 FIFOリード制御 45 アップダウンカウンタ 46 メモリアクセスリクエスト装置 51 Y方向カウンタ制御 52 カウンタ値ロード制御 53 X方向カウンタ制御 54 セレクタ 61 コンピュータ 62 A/D変換器 63 画像データ制御装置 64 画像メモリ 65 スーパーインポーズ装置 66 D/A変換器 67 モニタ 81 画像処理プロセッサ 82 画像メモリ制御装置 83 画像メモリ 84 画像メモリ 85 システムバス 86 画像源 87 表示装置 101 データレジスタ 102 アドレス信号 103 データ信号 104 アドレス信号 105 データ信号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタル化したビデオ信号の画像メモリ
    への書き込みと、コンピュータからの画像メモリへのア
    クセスを同一システム内で行う画像メモリ制御装置にお
    いて、 画像メモリに対する3つのアクセスモード、ビデオデー
    タの書き込み、コンピュータデータの書き込み、コンピ
    ュータへの読み出しを、ビデオ信号の垂直同期信号によ
    って切り替える画像メモリアクセスモード切り替え器
    と、 デジタル化したビデオ信号とコンピュータから画像メモ
    リへ書き込むデータと、前記画像メモリから読み出した
    データを選択するセレクタと、 前記画像メモリへのアクセスモードの切り替え器による
    モードに従い、デジタル化したビデオデータと、コンピ
    ュータの書き込みデータと、前記画像メモリから読み出
    したデータを時分割して格納する、先に入力したデータ
    を先に出力する多段のFIFOと、 ビデオデータを前記FIFOに書き込む為の要求信号と
    コンピュータからのデータを前記FIFOに書き込む為
    の要求信号と画像メモリから読み出したデータを前記F
    IFOに書き込むための要求信号を選択するセレクタ
    と、 コンピュータが前記画像メモリにアクセスするためのX
    方向とY方向のアドレスを各々独立に設定するためのレ
    ジスタと、その前記レジスタの値を元にしてX方向とY
    方向のアドレスを独立にインクリメントするカウンタを
    備えたアドレス制御装置と、 前記画像メモリに対するアクセス制御を行うメモリ制御
    装置と、 前記画像メモリアクセスモード切り替え器の信号を元に
    して前記メモリ制御装置に対してアクセス要求を行い、
    また、前記FIFOへの書き込み、および読み出しを制
    御するFIFO制御装置とから構成され、 コンピュータが画像メモリのデータを読み出す際には、
    コンピュータの命令に従い、前記画像メモリへのアクセ
    スモード制御装置がビデオの垂直同期信号で画像メモリ
    のアクセスモードを切り替え、アクセスモードが読み込
    みモードになる と、コンピュータの読み込みアクセスの
    有無に係わらず、FIFO制御装置がメモリ制御装置に
    読み出し要求を出力し、前記メモリ制御装置は予め設定
    されているアドレスレジスタにより設定されているアド
    レス制御装置のカウンタを更新しながら前記画像メモリ
    からデータを読み出し、前記FIFO制御装置が前記F
    IFOに格納し、コンピュータは前記FIFOのデータ
    を引き取る構成としていることを 特徴とする画像メモリ
    アクセス制御装置。
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