JP4818389B2 - 並列処理によりデータ処理を行う印刷装置および制御方法 - Google Patents
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Description
(1)PC等から取得した描画コマンドを中間言語に変換するステップ
(2)中間言語を最終的な描画データ(ラスタ・データ)に変換するステップ
特許文献1に記載の技術は、フレームバッファへの描画の順序を保証しながら、高速処理を実現し、最終的な出力データを得るものである。上記(2)のステップに関する並列処理の技術である。
また、中間言語生成部は、1つのブロックのオペレータを処理する場合に、このブロックに先行するブロックにおけるグラフィック・ステート・オペレータを処理した後に、このブロックのオペレータを処理する。
さらに好ましくは、中間言語生成部は、複数のブロックを並列処理するために必要と推定されるメモリ使用量が物理メモリの空き容量を基準とする閾値よりも大きい場合に、並列処理を行うブロック数を減らす。
さらに詳細には、中間言語生成部は、並列処理により生成された複数の中間言語コード群を、元の描画コマンドにおける各ブロックの順番に対応付ける対応情報を生成する。そして中間言語処理部は、対応情報に基づき、元の描画コマンドの順番で中間言語コードを処理する。
<システム構成>
図1は、本実施形態の印刷装置の構成例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の印刷装置は、装置の動作制御を行う制御部100と、トナーやインク等の画像形成材を用いて印刷媒体である用紙等に画像を形成する印刷機構200と、パーソナル・コンピュータ等の外部装置とデータ交換を行うためのI/Oインターフェイス300とを備える。
ここで、描画コマンドの構成について説明する。本実施形態で扱われる描画コマンドは、PCL−XL等の既存のPDLで記述されており、本実施形態のための特殊な構成は有していない。
図2は、描画コマンドの構成例を示す図である。図2(a)は、1つのジョブを構成する描画コマンド全体の構成の概略を示し、図2(b)は、1ページ分の描画コマンドの構成を示している。
図3は、制御部100の機能構成を示す図である。
図3に示すように、制御部100は、データ解読部110と、中間言語コード生成部120と、中間言語処理部130と、印刷制御部140とを備える。これらの各機能は、例えば、ROMに格納されたプログラムをCPUが読み込んで実行することにより実現される。メモリ150は、例えば上述したRAMで実現され、データ受信バッファ、中間言語用バッファ、ラスタ・データ用バッファ、として使用される。また本実施形態において、メモリ150のその他の作業領域(ワーク・エリア)には、後述するポインタ・テーブル151が保持される。さらに、ROM160には、後述する使用メモリ予想テーブル161が保持される。
次に、中間言語コード生成部120による処理の並列化について詳細に説明する。
図4は、描画コマンドにおけるブロックの構成例を示す図である。
図4に示すように、描画コマンドにおいて、連続する1対のGSオペレータと描画オペレータによってブロックが構成されている。図4の例では、4つのブロック(第1ブロック〜第4ブロック)が記載されている。第1ブロックはGSオペレータGS1および描画オペレータD1で、第2ブロックはGSオペレータGS2および描画オペレータD2で、第3ブロックはGSオペレータGS3および描画オペレータD3で、第4ブロックはGSオペレータGS4および描画オペレータD4で、それぞれ構成されている。
上記のようにして、ページごとの中間言語コードの生成を並列処理にて行うことが可能となった。以下、オペレータの割り当てを改善し、中間言語コードの生成処理をさらに効率良く実行する方法を考える。
実際の処理において、GSオペレータより描画オペレータの方が、個々のオペレータの処理に要する時間が長いことを上述した。そこで、本実施形態は、ブロックにおけるオペレータの種類に基づいて処理に要する時間を予想し、処理時間が増加しない範囲で、処理の並列化を緩和する。
次に、中間言語コード生成部120が処理を行う際のメモリ使用量を考慮して、ブロックをCPUに割り当てる方法を説明する。
描画コマンドのオペレータを中間言語コードに変換する処理自体は、上記のように複数のCPUに割り当てて並列処理することにより、処理に要する時間を短縮することが可能である。しかし、処理に要するメモリ・サイズが制御部100のメモリ150の空き容量を超える場合、メモリ150に記憶されているデータを圧縮したり、磁気ディスク等へ退避させたりすることにより空き領域を拡大しなければならない。この空き領域を拡大する処理を行うことにより、中間言語コード生成部120の処理効率が低下する。そこで、本実施形態は、中間言語コード生成部120の処理に要するメモリ・サイズを予測し、このメモリ・サイズがメモリ150の空き容量を超えないように、CPUへのブロックの割り当てを行うこととする。
まず、中間言語コード生成部120は、割り当ての対象として、n個のブロックに着目する(ステップ501)。ここで、nはCPUの数である。n個のブロックの先頭から順に、第1ブロック、第2ブロック、・・・、第nブロックとする。次に、中間言語コード生成部120は、使用メモリ予想テーブル161を参照し、各ブロックの予想メモリ使用量を算出する(ステップ502)。
式(1):
(現在のメモリ残量)×0.8≧(m個のブロックの予想メモリ使用量の合計)
を満たす最大のmを求める(ステップ504)。すなわち、並列処理が可能な予想メモリ使用量の閾値として、現在のメモリ残量を基準とする動的な値(この例では0.8を乗じた値)が設定される。ここで、メモリ残量とは、メモリ150の空き容量である。また、m≦nである。メモリが十分ある場合はm=nとなる。予想メモリ使用量の合計が最大のときでもメモリ残量に余裕を持たせるために、メモリ残量に0.8を乗じている。この予想メモリ使用量の閾値を設定するための、メモリ残量に乗ずる値は自由に設定して良い。例えば、メモリ不足に対応するための処理(オーバーヘッド)を頻繁に起こさないようにするためには、値を小さくすれば良い。
図6は、図4に示した描画コマンドにおけるオペレータごとの必要メモリ・サイズと、ブロックごとの予想メモリ使用量とを示す図である。なお、図6に示すメモリ・サイズの値は、各オペレータ間の相対的な値を示しており、特定の単位(バイト等)を示すものではない。
3000×0.8<3620
で、第1ブロックから第4ブロックまでの予想メモリ使用量の合計は、メモリ150の空き容量を超えてしまう。一方、
3000×0.8>2100
で、第1ブロックから第3ブロックまでの予想メモリ使用量の合計は、メモリ150の空き容量以内に収まる。したがって、メモリ不足に対応するための処理(オーバーヘッド)を回避するためには、第1ブロックから第3ブロックまでを3個のCPUに割り当てて、並列処理を行う。このとき、1個のCPUはアイドル状態となり、次のブロックが割り当てられるのを待つ。
以上のようにして、描画コマンドの各ページを構成するブロックが複数のCPUに割り当てられ、並列処理にて中間言語コードが生成される。生成された中間言語コードは、中間言語用バッファ(メモリ150)に格納される。ここで、中間言語コードは、上記のようにブロックごとの並列処理により生成されるため、ブロックごとに分割されている。そこで、本実施形態では、中間言語コード生成部120は、元の描画コマンドにおける各ブロックの順番を管理するためのポインタ・テーブル151を作成する。すなわち、ポインタ・テーブル151は、並列処理により同時に生成された複数の中間言語コード群を、元の描画コマンドにおける各ブロックの順番に対応付ける対応情報を保持する。
図7に示すように、ポインタ・テーブル151は、通し番号とブロックごとの中間言語コード群へのポインタとを関連づけている。この通し番号を各中間言語コードの元の描画コマンドにおける順番に対応づけて、テーブルにポインタを登録する。このようにすれば、中間言語処理部130は、ポインタ・テーブル151の通し番号順に、ポインタにて指定される中間言語コード群を中間言語用バッファから読み出すことで、元の描画コマンドにおける順番通りに中間言語コードを取得することができる。
次に、制御部100の動作の全体的な流れを説明する。
図8−1、2は、制御部100の動作の全体的な流れを示すフローチャートである。
ここでは、並列処理を行うCPUが4個である場合を例として説明する。また、図8−1、2には、印刷対象の描画コマンドのうち、1ページ分の描画コマンドを処理して印刷出力する動作が示されている。なお、ストリーム・ヘッダや、各ページのスタート・ページに基づく処理は、既存の印刷装置の制御手段による処理と同様であるため、説明を省略している。
図9は、図8−1のステップ802、804、808、812に示す、1ブロック読み込み処理の手順を示すフローチャートである。
図9を参照すると、1ブロック読み込み処理において中間言語コード生成部120は、まずGSオペレータ受信処理を実行し(ステップ901)、データ受信バッファにオペレータが残っているかを判断する。オペレータが残っているならば(ステップ902でYes)、次に、中間言語コード生成部120は、描画オペレータ受信処理を実行し(ステップ903)、データ受信バッファにオペレータが残っているかを判断する。オペレータが残っているならば(ステップ904でYes)、次に、中間言語コード生成部120は、分割位置チェック処理を実行する(ステップ905)。以上の、GSオペレータ受信処理、描画オペレータ受信処理、分割位置チェック処理の手順については後述する。
図10は、図9のステップ901に示す、描画オペレータ受信処理の手順を示すフローチャートである。
図10を参照すると、描画オペレータ受信処理において中間言語コード生成部120は、まずデータ解読部110に、次のオペレータの情報を要求する(ステップ1001)。次のオペレータが存在する場合(ステップ1002でYes)、そのオペレータが描画オペレータであれば(ステップ1003でYes)、中間言語コード生成部120は、データ解読部110からそのオペレータを1つ受信し、メモリ150の作業領域に格納する(ステップ1004)。そして、ステップ1001に戻り、処理を繰り返す。
図11は、図9のステップ903に示す、GSオペレータ受信処理の手順を示すフローチャートである。
図11を参照すると、描画オペレータ受信処理において中間言語コード生成部120は、まずデータ解読部110に、次のオペレータの情報を要求する(ステップ1101)。次のオペレータが存在する場合(ステップ1102でYes)、そのオペレータがGSオペレータであれば(ステップ1103でYes)、中間言語コード生成部120は、データ解読部110からそのオペレータを1つ受信し、メモリ150の作業領域に保持する(ステップ1104)。そして、ステップ1101に戻り、処理を繰り返す。
図12は、図9のステップ905に示す、分割位置チェック処理の手順を示すフローチャートである。
図12を参照すると、分割位置チェック処理において中間言語コード生成部120は、まず、次のブロックの先頭のオペレータを指示する次ブロック先頭ポインタを、処理中のオペレータの位置を指示する値に書き換える(ステップ1201)。そして、分割位置修正フラグの値を、修正を要することを示す値(図12では「1」)とする(ステップ1202)。
図13は、図8−1のステップ803、805、809、813に示す、メモリ使用量予想処理の手順を示すフローチャートである。
図13を参照すると、メモリ使用量予想処理において中間言語コード生成部120は、まずGSオペレータのメモリ使用量を使用メモリ予想テーブル161から読み出す(ステップ1301)。次に、中間言語コード生成部120は、処理中のブロック内の全ての描画オペレータを抽出する(ステップ1302)。このとき、抽出するのはオペレータ本体のみであり、オペレータに付随する描画データは無視する。
図14に示すように、使用メモリ予想テーブル161は、1ブロックにおけるGSオペレータ部分のメモリ使用量と、個々の描画オペレータの予想メモリ使用量(必要メモリ・サイズの平均値)とを登録している。中間言語コード生成部120は、この使用メモリ予想テーブル161を参照して、上記ステップ1301およびステップ1303で必要な情報を取得する。
図15は、図8−2のステップ831に示す、中間言語描画処理の手順を示すフローチャートである。
図15を参照すると、中間言語描画処理において中間言語処理部130は、まずメモリ150に保持されているポインタ・テーブル151を参照し、未処理のポインタのうちで通し番号が最も若いポインタに着目する(ステップ1501)。そして、ステップ1501で着目したポインタが指示する中間言語コード群を中間言語用バッファ(メモリ150)から読み出し、描画処理(ラスタ・データの生成)を行う(ステップ1502)。以上の処理を、中間言語用バッファに保持されている全ての中間言語コード群に対して順次行い、中間言語用バッファが空になったならば、中間言語処理部130は、中間言語描画処理を終了する(ステップ1503)。
Claims (14)
- 描画コマンドおよび印刷データを受け付けて印刷出力する印刷装置において、
ページ記述言語で記述された前記描画コマンドおよび前記印刷データを取得し、中間言語コードに変換する中間言語生成部と、
前記中間言語生成部により生成された前記中間言語コードを処理してラスタ・データを生成する中間言語処理部と、
前記中間言語処理部により生成された前記ラスタ・データに基づいて印刷処理を行う印刷機構とを備え、
前記中間言語生成部は、
前記描画コマンドを、画像を指定する描画オペレータと、当該描画オペレータ以外のオペレータであるグラフィック・ステート・オペレータとの組であるブロック単位に分割し、
分割した複数の前記ブロックのうち連続する2つのブロックに関して、後のブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータに座標を設定するオペレータが含まれておらず、かつ、当該後のブロックにおける先頭の前記描画オペレータが座標を引数に与えるオペレータでない場合は、当該2つのブロックを逐次処理の対象とし、その他の場合は、当該2つのブロックを並列処理の対象とし、
1つの前記ブロックのオペレータを処理する場合に、当該ブロックに先行するブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータを処理した後に、当該ブロックのオペレータを処理することによって中間言語コードを生成する、装置。 - 前記中間言語生成部は、分割した複数の前記ブロックのうち、特定の連続する複数のブロックの処理に要する時間が、他の特定の1つのブロックまたは逐次処理の対象となった複数のブロックの処理に要する時間よりも短いと推定される場合、当該連続する複数のブロックを逐次処理の対象とする、請求項1に記載の装置。
- 前記中間言語生成部は、複数の前記ブロックを並列処理するために必要と推定されるメモリ使用量が物理メモリの空き容量を基準とする閾値よりも大きい場合に、当該メモリ使用量が当該閾値以下となるように、当該複数のブロックの少なくとも一部を逐次処理の対象とする、請求項1または請求項2に記載の装置。
- 前記中間言語生成部は、並列処理により生成された複数の中間言語コード群を、元の描画コマンドにおける各ブロックの順番に対応付ける対応情報を生成し、
前記中間言語処理部は、前記対応情報に基づき、元の描画コマンドの順番で前記中間言語コードを処理する、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の装置。 - 前記中間言語生成部は、複数のCPUを備えるマルチ・プロセッサにより実現され、前記ブロックを各CPUに割り当てて、並列処理を行う、請求項1に記載の装置。
- 前記中間言語生成部は、1つのCPUに複数のプロセッサ・コアを備えたマルチコア・プロセッサにより実現され、前記ブロックを各プロセッサ・コアに割り当てて、並列処理を行う、請求項1に記載の装置。
- 描画コマンドおよび印刷データを受け付けて印刷出力する印刷装置において、
ページ記述言語で記述された前記描画コマンドおよび前記印刷データを取得し、中間言語コードに変換する中間言語生成部と、
前記中間言語生成部により生成された前記中間言語コードを処理してラスタ・データを生成する中間言語処理部と、
前記中間言語処理部により生成された前記ラスタ・データに基づいて印刷処理を行う印刷機構とを備え、
前記中間言語生成部は、
前記描画コマンドを、画像を指定する描画オペレータと当該描画オペレータ以外のオペレータであるグラフィック・ステート・オペレータとの組であるブロック単位に分け、
連続する2つの前記ブロックに関して、後のブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータに、座標を設定するオペレータが含まれておらず、かつ、当該後のブロックにおける先頭の前記描画オペレータが座標を引数に与えるオペレータでない場合に、当該2つのブロックを分割せずに逐次処理し、その他の場合には当該2つのブロックを分割して並列処理し、
並列処理される複数の前記ブロックのうち、特定のブロックの処理に要する時間が他の連続する複数のブロックの処理に要する時間よりも長いと推定される場合、当該他の連続する複数のブロックを分割せずに逐次処理し、
複数の前記ブロックを並列処理するために必要と推定されるメモリ使用量が物理メモリの空き容量を基準とする閾値よりも大きい場合に、並列処理を行うブロック数を減らし、
1つの前記ブロックのオペレータを処理する場合に、当該ブロックに先行するブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータを処理した後に、当該ブロックのオペレータを処理することによって中間言語コードを生成し、
並列処理により生成された複数の中間言語コード群を、元の描画コマンドにおける各ブロックの順番に対応付ける対応情報を生成し、
前記中間言語処理部は、前記対応情報に基づき、元の描画コマンドの順番で前記中間言語コードを処理する、装置。 - 描画コマンドおよび印刷データを受け付けて印刷出力する印刷装置の制御装置において、
ページ記述言語で記述された前記描画コマンドおよび前記印刷データを取得し、中間言語コードに変換する中間言語生成部と、
前記中間言語生成部により生成された前記中間言語コードを、印刷処理に用いるラスタ・データに変換する中間言語処理部とを備え、
前記中間言語生成部は、
前記描画コマンドを、画像を指定する描画オペレータと、当該描画オペレータ以外のオペレータであるグラフィック・ステート・オペレータとの組であるブロック単位に分割し、
分割した複数の前記ブロックのうち連続する2つのブロックに関して、後のブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータに座標を設定するオペレータが含まれておらず、かつ、当該後のブロックにおける先頭の前記描画オペレータが座標を引数に与えるオペレータでない場合は、当該2つのブロックを逐次処理の対象とし、その他の場合は、当該2つのブロックを並列処理の対象とし、
1つの前記ブロックのオペレータを処理する場合に、当該ブロックに先行するブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータを処理した後に、当該ブロックのオペレータを処理することによって中間言語コードを生成する、装置。 - 前記中間言語生成部は、複数のCPUを備えるマルチ・プロセッサにより実現され、前記ブロックを各CPUに割り当てて、並列処理を行う、請求項8に記載の装置。
- 前記中間言語生成部は、1つのCPUに複数のプロセッサ・コアを備えたマルチコア・プロセッサにより実現され、前記ブロックを各プロセッサ・コアに割り当てて、並列処理を行う、請求項8に記載の装置。
- 描画コマンドおよび印刷データを受け付けて印刷出力する印刷装置の制御方法において、
ページ記述言語で記述された前記描画コマンドおよび前記印刷データを取得するステップと、
取得した前記描画コマンドおよび前記印刷データを中間言語コードに変換するステップと、
生成された前記中間言語コードを処理してラスタ・データを生成するステップと、
生成された前記ラスタ・データに基づいて印刷機構を制御し、印刷処理を行うステップとを含み、
前記中間言語コードに変換するステップは、
前記描画コマンドを、画像を指定する描画オペレータと当該描画オペレータ以外のオペレータであるグラフィック・ステート・オペレータとの組であるブロック単位に分割するステップと、
分割した複数の前記ブロックのうち連続する2つのブロックに関して、後のブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータに座標を設定するオペレータが含まれておらず、かつ、当該後のブロックにおける先頭の前記描画オペレータが座標を引数に与えるオペレータでない場合は、当該2つのブロックを逐次処理の対象とし、その他の場合は、当該2つのブロックを並列処理の対象とし、1つのブロックのオペレータを処理する場合に、当該ブロックに先行するブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータを処理した後に、当該ブロックのオペレータを処理することによって中間言語コードを生成するステップと、
を含む、方法。 - 前記中間言語コードを生成するステップでは、分割した複数の前記ブロックのうち、特定の連続する複数のブロックの処理に要する時間が、他の特定の1つのブロックまたは逐次処理の対象となった複数のブロックの処理に要する時間よりも短いと推定される場合、当該連続する複数のブロックを逐次処理の対象とする、請求項11に記載の方法。
- 前記中間言語コードを生成するステップでは、複数の前記ブロックを並列処理するために必要と推定されるメモリ使用量が物理メモリの空き容量を基準とする閾値よりも大きい場合に、当該メモリ使用量が当該閾値以下となるように、当該複数のブロックの少なくとも一部を逐次処理の対象とする、請求項11または請求項12に記載の方法。
- 描画コマンドおよび印刷データを受け付けて印刷出力する印刷装置を制御するコンピュータを、
ページ記述言語で記述された前記描画コマンドおよび前記印刷データを取得し、中間言語コードに変換する中間言語生成手段と、
前記中間言語生成手段により生成された前記中間言語コードを処理してラスタ・データを生成する中間言語処理手段と、
前記中間言語処理手段により生成された前記ラスタ・データに基づいて印刷機構を制御し、印刷処理を行う印刷制御手段として機能させ、
前記中間言語生成手段は、
前記描画コマンドを、画像を指定する描画オペレータと当該描画オペレータ以外のオペレータであるグラフィック・ステート・オペレータとの組であるブロック単位に分割し、
分割した複数の前記ブロックのうち連続する2つのブロックに関して、後のブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータに座標を設定するオペレータが含まれておらず、かつ、当該後のブロックにおける先頭の前記描画オペレータが座標を引数に与えるオペレータでない場合は、当該2つのブロックを逐次処理の対象とし、その他の場合は、当該2つのブロックを並列処理の対象とし、
1つの前記ブロックのオペレータを処理する場合に、当該ブロックに先行するブロックにおける前記グラフィック・ステート・オペレータを処理した後に、当該ブロックのオペレータを処理することによって中間言語コードを生成する、プログラム。
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