JP3288711B2 - 統合データ圧縮により周辺装置を制御する装置および方法 - Google Patents

統合データ圧縮により周辺装置を制御する装置および方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、スキャナ、プリンタおよびビデオ表示装置
のような周辺装置とホストコンピュータとの間における
通信装置および通信方法に関し、特にホストから周辺装
置への比較的大量のデータの転送を必要とする装置に関
するホスト動作に関する。
発明の背景 IBM適合デスクトップまたはラップトップコンピュー
タのようなホストコンピュータと、例えば、レーザプリ
ンタまたはビデオ表示装置のような周辺装置との間にお
けるデータ通信は、ホストコンピュータおよび周辺装置
の双方のハードウェアおよび制御プロセスによって大き
く限定され、かつ制限されるプロセスである。これらの
分野では、多数の標準規格および公称規格が設定されて
いる。例えば、IBM適合ホストからCentronics 20−５導
線ケーブル（商標名）および８ビット並列データ転送を
有する20−５ピンコネクタを介するレーザプリンタを駆
動するプロセスがよく知られており、このような通信に
おいてこれまで開発された技術、並びにその技術的な問
題点および制限を示すのに都合がよい。
Winn L.Rosch氏による文献（The Winn L.Rosch Hardw
are Bible,Copyright 1992,published by Brady Publis
hing of New York,N.Y.）には、この明細書に参考文献
として含まれている第15章の論題としてIBM/Centronics
並列プリンタポートプロトコルが詳しく記載されてい
る。
もちろん、その他多数のデータ転送装置およびホスト
と周辺装置との間のデータ転送に使用されるプロトコル
が存在している。それらの中には、工業規格RS−232直
列リンク、ユニバーサル直列バス（商標名）−適合並列
ポート、専有（proprietary）並列ポート、拡張（enhan
ced）並列ポート、小型コンピュータ直列インターフェ
イス（SCSI）バス、赤外線通信、イーサネット（商標
名）のような構内ネットワーク（LAN）プロトコル、広
域ネットワーク、電話モデム接続、および統合サービス
デジタルネットワーク（ISDN）リンクが含まれる。
上記に簡単に述べられた各データ転送方式は、種々の
目的に関連したある利点および欠点を有している。例え
ばCentronics型の並列ポートでは、部分的にリンク中の
並列導線間における電圧漏話のためにそれが使用される
ことのできる距離が制限される。長距離に対して、直列
システムは低速であるが、より有効である。非常に長い
距離に対しては、電話モデムリンクや、マイクロ波シス
テムのような無線システムがある利点を有している。
これらのデータ通信システムの全ての詳細は技術的に
よく知られており、本発明の発明時に本発明者が所有
し、自由に利用可能な多数の参考文献においてかなり詳
細に述べられている。これらには、このような包括的な
参照文献である上述のWinn L.Rosch氏のハードウェアバ
イブルが含まれる。他のものとしては、例えばMichael
Slater氏の文献（Microprocessor−Based design,Copyr
ight 1989 by Prentice−Hall of Englewood,N.J.）が
挙げられる。種々の有効で広範囲にわたって使用される
データ転送システムの別の包括的情報源は、市販されて
いる製品が上述したタイプの機能を実行するように種々
の製造業者が提供しているデータシートである。
先代のものより高速でパワフルなコンピュータが絶え
ず開発され、市販されていることは技術的によく知られ
ている。本発明のわずか２年前には16メガヘルツの周波
数の動作が比較的高速の装置であったのに対して、現在
は66メガヘルツの、およびさらに高速で動作するコンピ
ュータが当たり前であり、またはるかに高速のコンピュ
ータが市場に出ている。
多数のその他のタイプの中でもプリンタおよびビデオ
表示装置のような周辺装置は、次第に大量化していくメ
モリを必要とする技術的革新および強化を伴って絶えず
開発されていることもまた技術的によく知られている。
例えば、ビデオ表示装置およびプリンタ両方における改
良方向は、高い解像度へと向いている。ドット密度が高
ければ、それだけ良好でクリアな画像が生成される。ま
た、高い解像度は、より多くのドット（画素）が印刷ま
たは表示されることを意味する。より高い品質および大
きい画像のために必要とされるデータは、次第に多量に
なってくる。
多量のデータが転送されなければならない一方で、転
送に利用できる時間は必ずしも変わらない。例えばビデ
オ表示装置において、画像は実時間で形成されなければ
ならない。新しい表示フレームが旧式の表示技術に必要
なフレームの10倍のデータ量を必要とする場合、新しい
表示フレームでは旧式の技術に必要とされた速度の10倍
の速度で転送されなければならない。
周辺装置は改良されることができ、またホストコンピ
ュータは高速動作が可能であるが、残念ながらハードウ
ェアおよびホストから周辺装置にデータを転送するプロ
セスは、ほとんどの場合にあまり改良されてこなかっ
た。その結果、データ転送端部の一方または両方におい
て要求される記憶量は際限なく増加し、メモリシステム
およびホストのCPUを含む二者間のデータリンクが帯域
幅制限される可能性もある。
明らかに、ホストコンピュータとその周辺装置との間
の制御命令を含む大幅に改良されたデータ転送用装置お
よびデータ転送方法が必要とされている。このような装
置および方法は、メモリおよび帯域幅要求を減少させる
一方でデータを所望している周辺装置を実時間で動作さ
せることができ、同時にあまり複雑化せず、費用を増加
させないことが必要とされる。
発明の概要 好ましい実施形態において、周辺装置のセンサから状
態を監視するための入力と、スタートおよび準備完了信
号等を供給するための出力とを有する状態マシンと、入
力ポートおよび状態マシンに接続されている受信回路
と、この受信回路に接続されているデータ処理およびデ
コンプレッションパイプライン回路と、およびデータ処
理およびデコンプレッションパイプライン回路と出力ポ
ートとに接続されているデータ並直列変換回路とを含む
周辺装置の制御装置が設けられる。受信回路は入力ポー
トからのデータワードをラッチし、状態マシンから準備
完了信号を受信した時にデータ処理およびデコンプレッ
ションパイプライン回路にデータワードを供給する。そ
れから、データ処理およびデコンプレッションパイプラ
イン回路が入力データ流をデコンプレスし、得られたデ
コンプレスデータ流をデータ並直列変換回路に供給す
る。最後に、データ並直列変換回路は直列化されたデー
タ流を出力ポートに供給する。
本発明の種々の実施形態において、種々の方法で周辺
装置に接続されたホストコンピュータは周辺装置に送ら
れるべきデータを圧縮して、圧縮されたデータ流として
データを伝送する。周辺装置において特有の周辺制御装
置は、圧縮されたデータ流を受信し、それをデコンプレ
スして、デコンプレスされたデータ流を周辺装置のデー
タ使用素子に供給する。
データは本発明にしたがって圧縮され、以下詳細に説
明する少なくとも２つの特有の方法で周辺装置に供給さ
れ、周辺装置はデータ記録装置、プリンタ、メディア・
ライター、ビデオ表示装置等の種々の装置に任意のもの
であることができる。
本発明の特有の利点は、ホストコンピュータ中のCP
U、メモリシステムおよびその他の制御素子の必要な帯
域幅が大幅に減少され、周辺装置へのデータリンクに要
求される帯域幅もまたそれぞれの場合において大幅に減
少されることである。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の１実施形態によるレーザプリンタお
よびビデオ表示装置に接続されているデータ処理システ
ムを含むホストコンピュータのブロック図である。
図２は、好ましいフォーマットによる本発明の動作を
示すフロー図である。
図３は、本発明の好ましい実施形態による周辺装置の
制御装置のアーキテクチャを示すブロック図である。
図４は、本発明の１実施形態におけるカラーレーザプ
リンタを動作する分離回路を示すブロック図である。
図5Aは、本発明の１実施形態におけるCRT単色表示装
置を制御するデータ流用のデジタル・アナログ変換器を
示すブロック図である。
図5Bは、カラーCRT表示装置用のビーム回路を制御す
るための分離回路およびD/A変換器を示すブロック図で
ある。
好ましい実施形態の説明 図１は、本発明の１実施形態によるレーザプリンタに
接続されているデータ処理システムを含むホストコンピ
ュータのブロック図である。ホストコンピュータ11は、
多数の種類の中のデスクトップパーソナルコンピュー
タ、ラップトップまたはノートブックモデルまたは手持
ち式装置のような非常に多数の可能なホストコンピュー
タの任意のものを表している。コンピュータ11は、CPU1
3、ランダムアクセスメモリ（RAM）15、直接メモリアク
セス（DMA）制御装置17、広く示されているデータ圧縮
エンジン19およびビデオ表示装置アダプタ22を有してお
り、それら全てがバス21により接続されている。通信ポ
ート23もまたバス21に接続されており、周辺装置に対し
てデータリンク25を介したデータおよび制御通信を行
う。本発明の１実施形態におけるビデオ表示装置アダプ
タ22は、ビデオ制御装置14、ビデオRAM16、圧縮エンジ
ン（ハードウェアまたはソフトウェア或はその組合せの
いずれか）18、およびデータがデータリンク26を介して
ビデオ装置28に転送される専用ポート24を有している。
ビデオ表示装置アダプタは、拡張アド・インカードとし
て、または可搬コンピュータにおける専用回路のような
別の様式で構成されてもよい。データリンクは、よく知
られているビデオグラフィックアレイ（VGA）リンクを
含むいくつかの既知のリンクの任意のものであってよ
い。また、表示装置は、CRTのような種々のビデオ表示
装置の任意のもの、またはこの業界で利用可能な数種類
のフラットパネル表示装置の１つであってよい。本発明
による使用のために、表示装置は、本発明の１実施形態
にしたがって周辺制御装置に適合されなければならな
い。
図１に示されている例において、周辺装置はレーザプ
リンタ27であり、データリンク25がレーザプリンタケー
スにおいてインターフェイス26に結合している。以下さ
らに詳細に説明するように、データリンク25を通過した
データ流は、インターフェイス26を通ってレーザプリン
タの内部の素子に送られる。
当業者は、ホストコンピュータ11がやや一般的な形態
で表されており、また示されている素子の別の構造が多
数存在することを認識するであろう。同様にして、使用
されることのできる多数の種類のCPU、多数の別のRAM構
造、異なる動作方式を有する多数の種類のバス等が存在
する。また、データ圧縮エンジン19は、ソフトウェアア
プリケーション、ハードウェアベース圧縮エンジン、ま
たは両者の組合せである。多数の適切な圧縮エンジンが
技術的に知られている。上述されたWinn L.Rosch氏のハ
ードウェアバイブルにおいて、ここにおいて参照文献と
されている第15章の論題として圧縮ハードウェア、方法
および適用が示されている。
Winn L.Rosch氏の文献のデータ圧縮の記載において、
データ圧縮用のハードウェアおよび制御ルーチンから成
るアド・イン拡張回路板のようなものを含む圧縮用のソ
フトウェアシステムおよびハードウェアシステムの両者
が説明されており、これらおよび技術的に知られたその
他のものが本発明におけるデータ圧縮およびデコンプレ
ッションに適している。
本発明において、非常に短く以下さらに十分に拡充し
て、本発明による特有の制御ルーチンを実行するCPU13
の動作により、ホストコンピュータ11は、CPUによって
呼出され、アクセスされ、制御される圧縮エンジン19を
使用することによりデータを圧縮することによって周辺
装置用のデータ（レーザプリンタによりページを形成す
るデータ等）を処理し、その後RAM15にデータを記憶す
る。プリンタにおいてデータが要求されたとき、それは
CPUの制御の下にRAMから検索され、データリンク25を介
して周辺装置（この例ではレーザプリンタ27）に転送さ
れる。本発明の実施形態には、圧縮されたデータが検索
されて転送される別の方法が少なくとも２つ存在し、以
下両者を詳細に説明する。
上記で簡単に述べたように、本発明は、図１に示され
たレーザプリンタまたはカラーレーザプリンタのような
高解像度プリンタ、リバース移動スキャナ、陰極線管
（CRT）表示装置、LCD表示装置または他のタイプのフラ
ットパネル表示装置のようなビデオ表示装置、ロボット
３次元出力装置、CD−ROM、テープ駆動装置またはハー
ドディスク駆動装置のようなメディア・ライター等、そ
れらに限定されないが、多数の異なる種類の周辺装置に
適用される。
同様にして、ホストコンピュータから周辺装置（25）
へのデータリンクは、多数の異なるタイプのデータリン
クの任意のものであってよい。例えば、リンクは工業規
格RS−232直列リンク、ユニバーサル直列バス（商標
名）、工業規格Centronics（商標名）−適合並列ポー
ト、専用の並列ポート、拡張並列ポート（EPP）、技術
的に知られている拡張（enhanced）能力ポート（EC
P）、小型コンピュータ直列インターフェイス（SCSI）
バス、赤外線通信、イーサネット（商標名）のような構
内ネットワーク（LAN）プロトコル、広域ネットワー
ク、電話モデム接続、または統合サービスデジタルネッ
トワーク（ISDN）リンクであることができる。専用の並
列ポートを除くこれらは全て業界においてよく知られた
システムであり、その詳細は本発明者がこの明細書を作
成する時に参考文献並びに製造業者の市場取引および概
況報告書から入手可能である。本発明者はまた拡大され
た拡張並列ポート（E2P2）と呼ばれる少なくとも１つの
専用の並列ポートシステムを知っており、これに対して
は別の特許出願が出願されている。
図１を参照とするこの実施例において、ポート23は技
術的によく知られた拡張並列ポート（EPP）である。圧
縮されたデータはホストコンピュータによってポート23
を介してレーザプリンタ27の外側ケース内に位置してい
る特有の周辺制御装置29に送られる。制御装置はプリン
タのケース内に取付けられるのが都合よく、また別の実
施形態では外側容器や、本発明による制御装置が適用さ
れることのできる他の周辺装置のケース内に取付けられ
るのが都合よい。しかしながら、本発明はこの位置を要
求されず、このような特有の制御装置もまた、それらが
サービスする周辺装置のケースの外側に取付けられるこ
とが可能である。
周辺制御装置29は、ホストコンピュータによって送ら
れた圧縮されたデータ流をデコンプレスしてバッファす
るためのハードウェアエンジンを含み、この例ではレー
ザプリンタ27である周辺装置のデータ使用素子に対して
必要に応じてデコンプレスされたデータを供給する。
図１において、周辺制御装置29は特定用途用の集積回
路（ASIC）として示されている。これは好ましいが、本
発明では絶対に必要なことではない。特有の周辺制御装
置の機能は、ディスクリートICおよび支援装置との接続
等の別の方法で実施されることができる。
この実施形態における周辺制御装置29は80乃至100個
のピンを有するASICであり、動作周波数は接続されたク
ロックシンセサイザ集積回路（IC）31によって調整され
る。制御装置29はまた、この例では32k×８ビットのス
タティック・ランダムアクセスメモリ（SRAM）である小
さいデータバッファ33に接続されている。このSRAMは、
入来データのためのバッファとしてデバイス制御装置に
よって使用される。以下、その使用および選択をさらに
詳細に説明する。
図１によって示された実施形態において、制御装置29
はまた、E2とも呼ばれる電気的に消去可能でプログラム
可能な読取り専用メモリ（EEPROM）に接続されている。
このE2の目的は任意選択的な情報を不揮発的に記憶する
ことであるため、この情報は失われることはない。E2中
に予めプログラムされた任意選択的な情報は、典型的に
制御装置が適用される周辺装置に特有の情報である。例
えばレーザプリンタへの適用では、プリンタエンジンに
デコンプレスされたデータを送るのに必要なレーザプリ
ンタのプリンタエンジンのあるパラメータがE2に記憶さ
れることができる。別の実施形態では、本発明によるデ
バイス制御装置は、レーザプリンタ以外にビデオ表示装
置のような周辺装置に適用されてもよく、ビデオ表示装
置またはその他の装置に関係するパラメータ情報がプロ
グラムされてもよい。
動作において、デバイス制御装置29は、用紙の存在、
トナーレベル、用紙ジャム等の装置の状態を監視するセ
ンサ（S0乃至S7）から信号39を受信する。制御装置はま
た、センサからある時間に情報を要求してもよい。デバ
イス制御装置29は、用紙供給機構、レーザプリンタ制御
装置および任意選択であるリバース移動スキャナ機構37
等に命令信号を送信する。このスキャナ機構37は、通常
のレーザプリンタの一部分ではなく、プリンタの素子を
スキャナとして使用するために発明者によって考案さ
れ、スキャン情報の収集を容易にする方式でレーザビー
ムの偏向を要求する任意選択的な装置である。
ホストコンピュータにおけるデータの処理は、データ
が与えられてもよい全ての周辺装置に対して同じではな
い。例えばレーザプリンタに送られるべきデータに対し
て、典型的にワード処理プログラムのようなアプリケー
ションプログラムによりユーザーによって要求が開始さ
れる。ユーザーは、印刷されるべき１以上の文書、また
はテキストおよび、またはグラフィックスを単一の文書
から選択し、印刷要求を開始する。その後、CPUがデー
タを処理し、それを典型的に１ページづつ構成し、この
データをレーザプリンタに送る。
それとは対照的に、ビデオ表示装置を駆動するための
データ流は、典型的にユーザーの中間制御下にあるが、
実時間で画像を提供するようにビデオ表示装置に連続的
に転送される。さらに、表示装置用のデータはまた典型
的にホストコンピュータのCPUによってではなく、ほと
んどの場合に拡張（add−in）ビデオカード上に位置す
るビデオ制御装置によって処理される。ビデオ表示装置
を駆動するために本発明を実施する場合、図１を参照す
ると、CPUは通常のように情報を処理し、それをビデオ
アダプタ22に送信する。しかしながら、ビデオアダプタ
は特有であり、VRAM16中への記憶のためにデータを圧縮
するためにビデオ制御装置14によって使用される圧縮エ
ンジン18を含み、この圧縮されたデータはポート24を介
して圧縮されたデータ流としてビデオ表示装置28に転送
され、このビデオ表示装置28は、圧縮されたデータを処
理して実時間でデコンプレスし、ビデオ表示装置のスク
リーン上の画像用の画素を形成するためにデータを使用
する本発明による特有の制御装置を含んでいる。
図２は、周辺装置に送信されるデータに対する図１の
ホストコンピュータ11中でのデータ処理プロセスを示
す。この例では、データは図２に示されているレーザプ
リンタ27における使用を意図されているが、この例は周
辺装置をレーザプリンタだけに限定するものではない。
ステップ41において、データ転送は要求されるか、ま
たは初期化され、それはユーザー入力、アプリケーショ
ンからの要求または動作システムのようないくつかの異
なる方法の１つで生じるか、或はそれはビデオ表示装置
に関してのように連続しているプロセスであってもよ
い。データに対する必要性の結果、ステップ43において
CPUは圧縮エンジン19を呼出し（または付勢）、ステッ
プ44で選択されたデータを圧縮する。これは、使用され
る圧縮エンジンの特性にしたがってソフトウェアプロセ
ス、ハードウェアプロセスまたは両者の組合せであって
もよい。ステップ46において、圧縮されたデータは、こ
の場合はレーザプリンタ27である周辺装置に圧縮された
形態で後に転送するためにRAM15（図１）に一時的に記
憶される。ステップ48において、CPUは周辺装置を準備
完了（初期化）状態にする。
ステップ41からステップ48までのプロセスは、完全な
連続プロセスではない。ページ数が非常に多いテキスト
または大量のグラフィックデータの場合には、ステップ
が並列的に実行される。すなわち、CPUは、動作優先度
および利用度が許可するとおり、あるページを圧縮して
記憶する一方で、別のページを圧縮した後ステップ48に
進んで周辺装置を初期化することができる。
ステップ48を過ぎると、この例では図１のレーザプリ
ンタ27である周辺装置にデータが実際に転送される２つ
の別の通路が存在する。一方の通路は、図２において
「方法Ａ」とラベルを付けられた通路に沿ったステップ
50に対するものである。この一方の通路において、CPU
はRAMからディスクリートなデータスライスを検索し、
ステップ52で伝送インターフェイス54により周辺装置に
そのスライスを転送し、その後ステップ56で周辺装置が
もっと多くのデータに対して準備が整ったことをシグナ
リングする周辺装置からの中断要求を待機する。ステッ
プ58で中断要求が受取られた場合は、周辺装置に送られ
るデータがさらにあるか否かが決定されるステップ60に
進む。イエスの場合、ステップ50に戻り、別のスライス
が検索されて転送される。全てのデータが転送されてい
る（ステップ60でノーである）場合、ステップ41に戻っ
て、もっと多くのデータ転送の要求を待機する。
他方の転送方法は、ステップ48に続く「方法Ｂ」とラ
ベル付けされた通路によって示されている。この通路に
おいて、ステップ62でCPUは直接メモリアクセス（DMA）
制御装置またはバスマスター制御装置を初期化し、送信
されるべきデータと、どの周辺装置に送られるかを識別
する。その後、DMA制御装置またはバスマスターは、CPU
からプロセスを引継ぎ、ステップ63でRAMからデータを
巻取り（spool）、伝送インターフェイス54により周辺
装置にデータを転送する。
ビデオ表示装置に関する本発明の動作の場合、そのプ
ロセスは、通常のようにCPUがビデオメモリにデータを
単に導き、また特有のビデオアダプタがデータを圧縮し
て、それを一時的にビデオRAMに記憶し、圧縮されたデ
ータを必要に応じてビデオ表示装置に転送することを除
いて、図２に関して上述されたものと全く同じである。
しかしながら、これは、専用のビデオアダプタが本発明
を実施するのに完全に必要であるとまではいうことがで
きない。ビデオ表示装置はまた、ここにおいて別の周辺
装置に対して説明されたホストCPUによって駆動されて
もよい。
以下、特有の周辺装置の制御装置（図１のデバイス制
御装置29）が圧縮されたデータを受取り、そのデータを
デコンプレスし、圧縮されていないデータを必要とする
周辺装置の素子に対して必要に応じてデータを供給する
時の動作をさらに詳細に説明する。
図３は、レーザプリンタに対する制御の例にさらに続
くデバイス制御装置29のさらに詳細なアーキテクチャを
示す。図３において、この例ではデバイス制御装置29の
一部分である素子を一方の破線で囲み、正確には通常の
レーザプリンタの一部分である素子30を別の破線で囲ん
でいる。しかしながら、上述のように便宜上本発明の周
辺装置の制御装置であるデバイス制御装置は、典型的に
それがサービスする周辺装置の外側ケース内に取付けら
れる。
図３において、図２に関して説明されたデータ転送の
結果、圧縮されたデータ流は、ホストコンピュータから
リンク25を経てデータインターフェイス回路64で受取ら
れ、この回路64は１以上のデータレジスタを含んでい
る。この回路は、ホストコンピュータからのリンク25上
の信号に応答して、リンクに現れたデータをラッチし、
またデータがインターフェイス64から転送され、かつイ
ンターフェイスがさらに多くのデータに対する準備がで
きた時に、ホストコンピュータに中断要求を出す。レー
ザプリンタの場合、および周辺装置としてのその他のプ
リンタの場合に、リンク25は典型的によく知られた25−
ピンCentronicsタイプのリンクであり、前述された信号
は、示された目的のプロトコルで通常使用されるもので
ある。
しかしながら、いくつかの実施形態ではCentronicsタ
イプ以外の別の種類のデータリンクもまた使用される。
例えば、直列プロトコルが使用されてもよく、その場合
適切な変調が回路64の一部分となる。
デバイスの制御装置29において、状態マシン66は、周
辺装置からの状態信号を監視し、適切な信号を発して特
定のアクションおよびプロセスを始めるために使用され
る。例えば、状態マシンは、レーザプリンタの物理的な
メカニズムの状態を監視するセンサ（機構状態信号68）
に接続されている。このレーザプリンタの例に対して、
これらは用紙の存在、トナーレベル、用紙ジャム等を含
む。図面において、これらの信号は制御装置およびレー
ザプリンタの外部で生じたように見えるが、実際にはそ
れらはレーザプリンタ部分30中において生じる。
データインターフェイス回路64はまた、転送されるべ
きデータが存在する時に、リンク70で状態マシン66に通
報する。データが準備でき、入来した状態信号の全てが
準備完了状態を示した場合、状態マシンはバッファ84に
データを移動するようにデータインターフェイス回路に
リンク70で通知信号を送る。状態マシンはまたライン72
でスタート信号を発し、その信号はデータ並直列変換回
路74と、技術的によく知られているようにレーザプリン
タのモータおよびスピンドルを駆動する２個の位相ロッ
クループ（PLL）回路76および78とに送られる。
状態マシン66はまた、この例では、レーザプリンタの
状態の視覚表示をオペレータに提供するために使用され
る１組のLEDをライン80で制御する。１組のLED信号は、
次のように構成されてもよい： 緑色点滅＝進行中の動作 緑色点灯＝準備完了 赤色点滅＝故障 黄色＝用紙ジャム この例のLEDは、別個の赤色、黄色および緑色LEDでも
よく、あるいは３状態LEDであってよい。
別の周辺装置および目的に対する別の実施形態では、
示された状態マシンが１以上存在してもよい。
データ並直列変換回路74は上述されたように状態マシ
ン66からスタート信号を受取り、またレーザプリンタの
素子からライン82で用紙準備信号のような機構信号を受
取る。
データパイプラインは、データインターフェイス回路
64、アドレスバス85およびデータバス87により接続され
ているSRAM33を含む先入れ先出し（FIFO）バッファメモ
リ84、データデコンプレッションエンジン86、第２のポ
スト・デコンプレッションFIFOバッファ88、およびこの
ラインの端部にデータ並直列変換回路74をこの順に含ん
でいる。データデコンプレッションエンジン86は、FIFO
バッファ84がデータの準備ができた時にそれからデータ
を要求するための要求ライン90を有する。
FIFOバッファ88は、デコンプレッションエンジン86か
らデータを要求するための要求ライン92を有し、データ
並直列変換回路74はFIFOバッファ88からデータを要求す
るための要求ライン94を有する。データ並直列変換回路
74は、状態マシン66からスタート信号を受取り、ライン
82で用紙準備信号等の必要な準備信号を受取った時、バ
ッファ88からデータに対する要求を出す。バッファ88
は、それがデータを有している場合はデータ並直列変換
回路にそれを供給し、そうでない場合にはライン92で要
求を出す。このようにして、パイプラインにおける各ス
テーションは、データを要求し、処理して、それを伝送
し、バッファは並直列変換回路によって要求された速度
に対するデータ流を均等にするのに必要な機能を提供す
る。
この例において、並直列変換回路は周辺装置サーボ制
御装置96にライン75でデータを伝送する。レーザプリン
タの場合、サーボは、典型的にドラム上に一列に並んだ
点に入射するようにビームが回転モータによって偏向さ
れるレーザのオン・オフサイクルを制御する。ドラムを
照射したレーザビームは、よく知られているレーザ印刷
プロセスによりドラムを通過して供給された用紙に後で
転送されるトナーを引付けるビットマップとなるパター
ンでドラム上の点における電荷を変化させる。
この例におけるFIFOバッファ84は、32K×８ビットのS
RAM33に接続されたFIFO制御装置であり、それは制御装
置29の一部分ではない。SRAMは実際に記憶機能を実行す
る。ここには、要求される寸法および機能におけるある
裁量が存在し、それは周辺装置の制御装置に圧縮された
データを転送する時にホストコンピュータによって使用
されるスライスの大きさにある程度依存する。スライス
は、１バイト乃至数バイトからなる任意の量のデータで
ある。スライスの大きさは、本発明に対する設計関数で
ある。スライスが比較的大きい場合、SRAM33は比較的大
きい必要がある（したがって、より高価である）が、よ
り多くのデータが各バーストにより転送されるため、CP
Uが転送動作に必要とされる頻度は少なくなる。スライ
スの大きさが小さくされるならば、CPUの負担が重くな
るが、小さいSRAMが使用されることができ、場合によっ
ては、制御装置29の一部分としてのレジスタが外部接続
されたメモリ装置なしに使用されることができる。これ
らの特性の決定は、異なる適用および異なる周辺装置の
問題である。
この例において、FIFOバッファ88は外部SRAMに接続さ
れていない状態で示されており、制御装置ASIC29の一部
分としてのレジスタで構成されている。デコンプレッシ
ョン後のFIFOバッファ88は、デコンプレッションの前の
バッファほど大きくなくてもよいので、典型的に外部接
続メモリ装置が不要である。
別の周辺装置を動作する時に、並直列変換回路は、期
待される方法で動作するためにデータを必要とするどの
ようなサーボまたは別の機構または回路にでもデータを
供給する。例えば、陰極線管（CRT）ビデオ表示装置を
駆動する場合において、デコンプレスされたデータ流
は、陰極線をオンおよびオフに切替え、スクリーン上に
画素を形成して画像を形成するためにアナログ変換後に
使用されるビデオデータ流である。その他の周辺装置に
おけるその他の目的は、当業者に明らかである。しかし
ながら、ここでは、レーザプリンタに対して記載された
実施形態以外の他の使用法を示すために、さらに説明を
する必要があることが認められる。
例えば、カラーレーザプリンタを駆動する時に使用さ
れる周辺装置の制御装置を検討する。カラーレーザプリ
ンタは１つのデータ流ではなく、１つが黒色用であり、
３つがカラー用である４つのデータ流を必要とする。し
かしながら、ホストコンピュータから周辺装置に４つの
圧縮されたデータ流を供給する必要はない。１つの圧縮
されたデータ流で十分である。図４は、カラーレーザプ
リンタに必要とされる付加的な詳細を示す。図３のデコ
ンプレッションパイプラインの端部にある並直列変換回
路は、デコンプレスされたデータ流をリンク89で分離回
路91に供給し、この分離回路91が統合されたデータ流を
分離して、カラーレーザプリンタの別々のサーボ機構を
駆動するための４つの分離したデータ流93,95,97および
99にするように動作する。図３の状態マシン66からの制
御信号は、通路101で分離回路91に接続されている。
単色CRTビデオ表示装置の場合、CRT表示装置に必要な
単一のCRTビームを制御するためにデータ流がデジタル
からアナログに変換されなければならないことを除い
て、データ流は１つで十分である。このアーキテクチャ
は、図5Aに示されており、ここには並直列変換回路74が
デコンプレスされたデータ流をリンク105でデジタル・
アナログ（D/A）変換回路103に供給することが示されて
おり、この変換回路103の出力105は単色表示装置のビー
ム回路に供給される。状態マシンからの制御信号は通路
104で接続される。
カラーCRTビデオ表示装置の場合には、典型的に３つ
のビームが使用され、デコンプレスされたデータ流は分
離され、かつ分離されたデータ流からアナログ信号に変
換されなければならない。図5Bはこの状態を示してお
り、ここにおいて並直列変換回路74はデコンプレスされ
たデータ流をリンク107で分離回路109に供給し、この分
離回路109が３つの分離されたデータ流を通路111,113お
よび115に供給する。分離された各データ流はそれぞれD
/A変換器（117,119および121）を有し、これらの変換器
がビーム回路にアナログ信号を供給する。状態マシン66
からの制御信号は通路108で供給される。
本発明によるデバイス制御装置からのデコンプレスさ
れたデータ流に対する適用の詳細に応じて、その他多数
の類似した分離および調整例が存在していることが当業
者には明らかであろう。これらの変更または付加は、さ
らに発明力を要することなく十分に当業者の能力の範囲
内にある。もちろん、このような分離および調整は、周
辺装置の制御装置を含むASICの一部分として行われても
よく、或は周辺装置の制御装置の後にディスクリートな
回路または別のASICを付加されてもよい。
上記のいくつかの場合において簡単に述べたように、
本発明において、本発明による周辺装置の制御装置の特
有のハードウェア、並びに本発明によるデータ圧縮、転
送およびデコンプレッションの特有のプロセスと組合せ
られることのできるホストコンピュータおよび周辺装置
の種類は多岐にわたる。１実施形態において、例示によ
り示された周辺装置の制御装置は複数の状態信号入力
（図３の68）、状態出力（80）、準備信号入力（82）、
スタート信号出力（72）および圧縮されていないデータ
流出力75を備えた状態マシンを有している。
ある構造において、このようなデバイス制御装置は、
上述された全タイプおよびその他を含む非常に多数の周
辺装置に対して適用されることができる。いくつかの場
合において、本発明による一般的な制御装置によっては
満足させることのできないデバイス制御装置が要求され
る。これらの例では特別のニーズを満足させ、かつ本発
明の特有の機能を依然として保持している、すなわち、
圧縮されたデータ流を受取り、デコンプレッションおよ
びバッファパイプラインによりデータを処理し、このよ
うな設計が利用されることのできる周辺装置のために圧
縮されていないデータ流を供給する一方で、周辺装置の
別の機能とデータ流との統合を行う特別の編集が設計さ
れ、製造されることができる。別の実施形態において、
デバイス制御装置ASICの部分は、異なった適用および目
的に対して変更された機能を提供するように技術的に知
られている方法によってプログラム可能である。これら
の実施形態において、プログラム能力は、ホストコンピ
ュータからの入力を含む多数の通常の方法で提供される
ことができる。
当業者はまた、本発明の技術的範囲を逸脱することな
く上述の本発明の実施形態の素子およびプロセスの多く
の変更が可能であることを認識するであろう。例えば、
異なる設計者が本発明の本質を逸脱することなく状態マ
シンの回路、データインターフェイス回路、バッファ、
データデコンプレッションエンジン、および本発明の周
辺装置の制御装置のその他の部品を多くの異なる方法で
構成してもよい。同様に、ホストコンピュータでデータ
を圧縮する種々の方法、および圧縮されたデータが記憶
され、アクセスされ、特有の周辺制御装置に転送される
種々の方法が存在する。上述したように、種々のデータ
リンクが、本発明の１実施形態による周辺制御装置によ
って制御された周辺装置とホストコンピュータとの間で
使用されることができる。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 13/10 - 13/14

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ホストコンピュータ中のCPUと、 ホストコンピュータ中のメモリと、 ホストコンピュータ中のデータ圧縮エンジンと、 ホストコンピュータをデータリンクを介して周辺装置に
    接続するためのホストコンピュータにおけるデータポー
    トと、 CPU、メモリ、データ圧縮エンジン、およびデータポー
    トを接続しているホストコンピュータ中のバスシステム
    と、 ホストコンピュータ中に記憶され、かつCPUによって実
    行可能であり、データ流を処理してそれをデータポート
    に送信するための制御ルーチンと、 接続されたコンピュータから圧縮された形態でデータ流
    を受信するための周辺装置中のデータ受信インターフェ
    イスと、 周辺装置のセンサからの状態を監視するための入力、お
    よびスタートおよび準備完了信号を供給するための出力
    を有する周辺装置中の状態マシンと、 データ受信インターフェイスおよび状態マシンに接続さ
    れた周辺装置中の受信回路と、 受信回路に接続された周辺装置中のデータ処理およびデ
    コンプレッションパイプライン回路と、 データ処理およびデコンプレッションパイプライン回
    路、および周辺装置のデータ使用素子への出力ポートに
    接続された周辺装置中のデータ並直列変換回路とを含ん
    でいるホストコンピュータおよび周辺装置を有するコン
    ピュータシステムにおいて、 ホストコンピュータに記憶された制御ルーチンを実行す
    るホストコンピュータ中のCPUは、周辺装置に送られる
    べきデータを選択し、データ圧縮エンジンを使用してそ
    のデータを圧縮し、この圧縮されたデータを一時的にメ
    モリに記憶し、圧縮されたデータをスライス単位で検索
    して、データインターフェイスからの中断信号による要
    求時にそれをデータインターフェイスに送信し、 受信回路はデータ受信インターフェイスからのデータワ
    ードをラッチし、状態マシンから準備完了信号を受信し
    た時にデータ処理およびデコンプレッションパイプライ
    ン回路にこのデータワードを供給し、 データ処理およびデコンプレッションパイプライン回路
    は入来したデータ流をデコンプレスし、得られたデコン
    プレスされたデータ流をデータ並直列変換回路に供給
    し、またこのデータ並直列変換回路は直列化されたデー
    タ流を出力ポートに供給することを特徴とするコンピュ
    ータシステム。
  2. 【請求項２】周辺装置はプリンタ、リバース移動スキャ
    ナ、陰極線管表示装置またはフラットパネル表示装置を
    含むビデオ表示装置、ロボット装置、またはCD−ROM、
    テープまたは光ディスク・ライターのようなメディア・
    ライターである請求項１記載のコンピュータシステム。
  3. 【請求項３】状態マシンは、さらに状態を示すためのLE
    Dのような表示素子を駆動する出力を具備している請求
    項１記載のコンピュータシステム。
  4. 【請求項４】データインターフェイスは、１以上の工業
    標準規格RS−232直列リンク、ユニバーサル直列バス
    （商標名）、工業標準規格のCentronics（商標名）−適
    合並列ポート、専用の並列ポート、拡張並列ポート、小
    型コンピュータ直列インターフェイス（SCSI）バス、赤
    外線通信リンク、イーサネット（商標名）のような構内
    ネットワーク（LAN）プロトコル、広域ネットワークシ
    ステム、電話モデム接続、および統合サービスデジタル
    ネットワーク（ISDN）リンクに接続されたコンピュータ
    からデータを受信する請求項１記載のコンピュータシス
    テム。
  5. 【請求項５】データ処理およびデコンプレッションパイ
    プライン回路は、データ流と、受信回路からデータを受
    信するように接続された第１の先入れ先出し（FIFO）バ
    ッファと、圧縮されたデータと適合し、かつ圧縮された
    データを受信してそれをデコンプレスするように第１の
    先入れ先出しバッファに接続されたデータデコンプレッ
    ションエンジンと、デコンプレスされたデータ流を受信
    するように接続され、またデータ並直列変換回路にデコ
    ンプレスされたデータを引渡すように接続された第２の
    先入れ先出し（FIFO）バッファと、をこの順序で具備し
    ている請求項１記載のコンピュータシステム。
  6. 【請求項６】ホストコンピュータ中のCPUと、 ホストコンピュータ中のメモリと、 ホストコンピュータ中のデータ圧縮エンジンと、 ホストコンピュータ中の直接メモリアクセス（DMA）制
    御装置と、 ホストコンピュータをデータリンクを介して周辺装置に
    接続するためのホストコンピュータにおけるデータポー
    トと、 CPU、メモリ、データ圧縮エンジン、直接メモリアクセ
    ス制御装置、およびデータポートを接続しているホスト
    コンピュータ中のバスシステムと、 ホストコンピュータに記憶され、かつCPUによって実行
    可能であり、データ流を処理してそれをデータポートに
    送信するための制御ルーチンと、 接続されたコンピュータからデータリンクによって圧縮
    された形態でデータ流を受信するための周辺装置中のデ
    ータ受信インターフェイスと、 周辺装置のセンサからの状態を監視するための入力、お
    よびスタートおよび準備完了信号を供給するための出力
    を有する周辺装置中の状態マシンと、 データ受信インターフェイスおよび状態マシンに接続さ
    れた周辺装置中の受信回路と、 受信回路に接続された周辺装置中のデータ処理およびデ
    コンプレッションパイプライン回路と、 データ処理およびデコンプレッションパイプライン回
    路、および周辺装置のデータ使用素子への出力ポートに
    接続された周辺装置中のデータ並直列変換回路とを含ん
    でいるホストコンピュータおよび周辺装置を有するコン
    ピュータシステムにおいて、 ホストコンピュータ中に記憶された制御ルーチンを実行
    するホストコンピュータ中のCPUは、周辺装置に送られ
    るべきデータを選択し、データ圧縮エンジンを使用して
    そのデータを圧縮し、この圧縮されたデータを一時的に
    メモリに記憶し、直接メモリアクセス制御装置を付勢し
    て、圧縮されたデータを検索し、それを巻取ってデータ
    ポートに送信し、 受信回路はデータ受信インターフェイスからのデータワ
    ードをラッチし、状態マシンから準備完了信号を受信し
    た時にデータ処理およびデコンプレッションパイプライ
    ン回路にこのデータワードを供給し、 データ処理およびデコンプレッションパイプライン回路
    は入来したデータ流をデコンプレスし、得られたデコン
    プレスされたデータ流をデータ並直列変換回路に供給
    し、またこのデータ並直列変換回路は直列化されたデー
    タ流を出力ポートに供給することを特徴とするコンピュ
    ータシステム。
  7. 【請求項７】周辺装置はプリンタ、リバース移動スキャ
    ナ、陰極線管表示装置またはフラットパネル表示装置を
    含むビデオ表示装置、ロボット装置、またはCD−ROM、
    テープまたは光ディスク・ライターのようなメディア・
    ライターである請求項６記載のコンピュータシステム。
  8. 【請求項８】状態マシンは、さらに状態を示すためのLE
    Dのような表示素子を駆動する出力を具備している請求
    項６記載のコンピュータシステム。
  9. 【請求項９】データインターフェイスは、１以上の工業
    標準規格RS−232直列リンク、ユニバーサル直列バス
    （商標名）、工業標準規格のCentronics（商標名）−適
    合並列ポート、専用の並列ポート、拡張並列ポート、小
    型コンピュータ直列インターフェイス（SCSI）バス、赤
    外線通信リンク、イーサネット（商標名）のような構内
    ネットワーク（LAN）プロトコル、広域ネットワークシ
    ステム、電話モデム接続、および統合サービスデジタル
    ネットワーク（ISDN）リンクに接続されたコンピュータ
    からデータを受信する請求項６記載のコンピュータシス
    テム。
  10. 【請求項１０】データ処理およびデコンプレッションパ
    イプライン回路は、データ流と、受信回路からデータを
    受信するように接続された第１の先入れ先出し（FIFO）
    バッファと、圧縮されたデータと適合し、かつ圧縮され
    たデータを受信してそれをデコンプレスするように第１
    の先入れ先出しバッファに接続されたデータデコンプレ
    ッションエンジンと、デコンプレスされたデータ流を受
    信するように接続され、またデータ並直列変換回路にデ
    コンプレスされたデータを引渡すように接続された第２
    の先入れ先出し（FIFO）バッファと、をこの順序で具備
    している請求項６記載のコンピュータシステム。
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