JP5924104B2 - Image processing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置及び画像形成装置に関し、特に、バースト転送が可能なメモリを用いた場合に複数のデータ転送回路からの要求に応じてバス使用権の調停を効率良く行う技術に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to a technique for efficiently performing bus use right arbitration in response to requests from a plurality of data transfer circuits when a memory capable of burst transfer is used.
画像形成装置では、解像度の向上や生産性の向上に伴って、大容量の画像データを短時間に処理する必要がある。このため、高速にデータを扱えるメモリでデータを扱うように構成されている。 In the image forming apparatus, it is necessary to process a large amount of image data in a short time as resolution and productivity are improved. For this reason, it is configured to handle data in a memory that can handle data at high speed.
例えば、バースト転送が可能なDDR SDRAM(Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)などの半導体メモリを使用することで、一度に転送できるメモリ量を増大させ、高速化を図ろうとしている。 For example, a semiconductor memory such as DDR SDRAM (Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) capable of burst transfer is used to increase the amount of memory that can be transferred at one time and to increase the speed.
なお、DDR SDRAMとしては、DDR,DDR2,DDR3などのように、バースト転送できるデータ量(バースト転送長)が、基本となるSDRAMと比較して、2倍,4倍,8倍と、増大する方向に進歩している。 For DDR SDRAM, the amount of data that can be burst transferred (burst transfer length) is increased to 2 times, 4 times, and 8 times that of the basic SDRAM, such as DDR, DDR2, and DDR3. Progressing in the direction.
また、複数の回路がメモリに対してデータ転送の要求を行う場合には、メモリ調停回路を設けて、バスの使用権を適切に割り当てる必要がある。 Further, when a plurality of circuits make a data transfer request to the memory, it is necessary to provide a memory arbitration circuit and appropriately assign the right to use the bus.
なお、SDRAMにおける高速なデータ転送を行う場合のメモリ調停に関しては、以下の特許文献などに提案がなされている。 Note that the following patent documents and the like have been proposed for memory arbitration when performing high-speed data transfer in SDRAM.
また、2枚の画像を1枚の用紙上に形成する2in1などの処理では、画像を90度回転させる処理が必要になる。このため、N画素×N画素というように、正方形の領域の画素をまとめてた状態にしてメモリ上で扱うことで、画像回転の処理を高速かつ容易にすることも行われている。なお、この場合に、この正方形の画素サイズを大きくすることで、以上のバースト転送長を大きくすることにつながり、高速な処理が可能になる可能性がある。 Further, in a process such as 2 in 1 that forms two images on one sheet, a process of rotating the image by 90 degrees is required. For this reason, image rotation processing is also made faster and easier by handling the pixels in a square area in a grouped state such as N pixels × N pixels on the memory. In this case, increasing the square pixel size may increase the burst transfer length described above, and may enable high-speed processing.
しかし、以上の場合に、1つのブロックを構成するNそのものを大きくすると、一度に扱えるデータ量が大きくなる反面、画像回転処理に必要な内部メモリが大量に必要になり、実用的ではなくなる。 However, in the above case, increasing N itself constituting one block increases the amount of data that can be handled at one time, but requires a large amount of internal memory necessary for image rotation processing, which is not practical.
また、以上の特許文献1記載の手法では、バースト転送が可能なDDR SDRAM(Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)などの半導体メモリを使用することで、一度に転送できるメモリ量を増大させ、高速化を図ろうとしている。そして、連続要求信号を設けて、調停回路が、1つのデータ転送回路に対して連続したバス使用権を与えることが提案されている。これにより、高速な連続データ転送が可能になることが期待される。
Further, in the method described in
しかし、その間に他のデータ転送回路がデータを扱うことができなくなり、トータルとして装置全体のパフォーマンスが低下してしまうという新たな問題が生じる。 However, in the meantime, another data transfer circuit cannot handle the data, resulting in a new problem that the performance of the entire apparatus is lowered as a whole.
本発明は、バースト転送が可能なメモリを用いた場合に複数のデータ転送回路からの要求に応じてバス使用権の調停を効率良く行える画像処理装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and an image forming apparatus that can efficiently arbitrate a bus use right in response to requests from a plurality of data transfer circuits when a memory capable of burst transfer is used. .
上述した課題は、以下の画像処理装置又は画像形成装置により解決される。 The above-described problems are solved by the following image processing apparatus or image forming apparatus.
画像データの入力と出力との少なくとも一方を行うことで画像データの処理を行う複数のデータ転送回路と、連続データ転送可能なメモリと、前記メモリに接続されるバスと、前記データ転送回路からの要求に応じて前記メモリを使用する際にバス使用権の調停を行う調停回路と、制御部と、を有する画像処理装置、または、この画像処理装置を有する画像形成装置であって、前記制御部は、前記メモリの転送帯域が前記データ転送回路それぞれに必要なデータ転送の帯域の合計を満たすように、データ転送を連続して行う際の連続数を意味するバースト転送長を調整した後に、前記データ転送回路それぞれが必要なデータ転送の帯域を満たすように、前記バースト転送長を調整して各データ転送回路に対して帯域を割り振り、前記調停回路は、前記データ転送回路それぞれが必要なデータ転送の帯域を満たすように調整されたバースト転送長に応じた前記バス使用権を付与する、ことを特徴とする。 A plurality of data transfer circuits for processing image data by performing at least one of input and output of image data, a memory capable of continuous data transfer, a bus connected to the memory, and from the data transfer circuit An image processing apparatus having an arbitration circuit that arbitrates a bus use right when using the memory in response to a request, and a control unit , or an image forming apparatus having the image processing apparatus, wherein the control unit After adjusting the burst transfer length, which means the number of continuous data transfer, so that the memory transfer bandwidth satisfies the total data transfer bandwidth required for each of the data transfer circuits, each data transfer circuit so as to satisfy the bandwidth of required data transfer, allocate bandwidth for each data transfer circuit by adjusting the burst transfer length, said arbitration circuit Imparts the bus use right according to the burst transfer length that is adjusted to meet the bandwidth of each data transfer circuit is required data transfer, characterized in that.
また、以上の前記調停回路は、前記データ転送回路が前記メモリに対してシーケンシャルアクセスを行う場合に、前記バースト転送長に応じて前記バス使用権を付与する。 The arbitration circuit described above grants the bus use right according to the burst transfer length when the data transfer circuit performs sequential access to the memory.
また、以上の前記調停回路は、前記データ転送回路が前記メモリに対してランダムアクセスを行う場合には、N×N画素単位の画像データについて同一位置の複数チャンネルについての連続データ転送を複数回繰り返すことで、前記帯域のデータ転送を行う。 Further, the arbitration circuit described above repeats continuous data transfer for a plurality of channels at the same position a plurality of times for image data in units of N × N pixels when the data transfer circuit performs random access to the memory. In this way, data transfer of the band is performed.
また、以上の前記制御部は、前記バースト転送長を前記各データ転送回路に対して割り振る際に、前記データ転送回路それぞれが必要なデータ転送の帯域である必要帯域を満たすと共に、前記バースト転送長の割り振りにより定まる割当帯域が前記必要帯域を超過する部分が小さくなるようにする。 Moreover, the said control unit described above, the burst transfer length in that vibration split to the respective data transfer circuit, fulfills the required bandwidth is the band of each of the data transfer circuit required data transfer, the burst allocated bandwidth determined by dividing swing the transfer length is such portion that exceeds the required bandwidth is reduced.
画像データの入力と出力との少なくとも一方を行うことで画像データの処理を行う複数のデータ転送回路と、連続データ転送可能なメモリと、前記メモリに接続されるバスと、前記データ転送回路からの要求に応じて前記メモリを使用する際にバス使用権の調停を行う調停回路と、制御部と、を有する画像処理装置、または、この画像処理装置を有する画像形成装置において、制御部は、メモリの転送帯域がデータ転送回路それぞれに必要なデータ転送の帯域の合計を満たすように、データ転送を連続して行う際の連続数を意味するバースト転送長を調整した後に、データ転送回路それぞれが必要なデータ転送の帯域を満たすように、バースト転送長を調整して各データ転送回路に対して帯域を割り振り、調停回路は、データ転送回路それぞれが必要なデータ転送の帯域を満たすように調整されたバースト転送長に応じた前記バス使用権を付与するため、バースト転送が可能なメモリを用いた場合に複数のデータ転送回路からの要求に応じてバス使用権の調停を効率良く行える。 A plurality of data transfer circuits for processing image data by performing at least one of input and output of image data, a memory capable of continuous data transfer, a bus connected to the memory, and from the data transfer circuit In an image processing apparatus having an arbitration circuit that arbitrates a bus use right when using the memory in response to a request, and a control unit , or an image forming apparatus having the image processing apparatus, the control unit includes a memory Each data transfer circuit is required after adjusting the burst transfer length, which means the number of consecutive data transfers, so that the transfer bandwidth of the data satisfies the total data transfer bandwidth required for each data transfer circuit. to meet the bandwidth of the data transfer, allocate bandwidth for each data transfer circuit by adjusting the burst transfer length, arbitration circuit, the data transfer circuit which Depending on the requests from a plurality of data transfer circuits in the case of using the to impart the bus use right, which can burst transfer memory in response to a burst transfer length that is adjusted to meet the bandwidth of data transfer required The bus use right can be adjusted efficiently.
また、以上の調停回路は、データ転送回路が前記メモリに対してシーケンシャルアクセスを行う場合に、バースト転送長に応じてバス使用権を付与することで、バースト転送が可能なメモリの特性を活かしつつ、複数のデータ転送回路からの要求に応じてバス使用権の調停を効率良く行える。 In addition, the arbitration circuit described above provides the right to use the bus according to the burst transfer length when the data transfer circuit performs sequential access to the memory, while taking advantage of the characteristics of the memory capable of burst transfer. In accordance with requests from a plurality of data transfer circuits, the bus use right can be arbitrated efficiently.
また、以上の調停回路は、データ転送回路がメモリに対してランダムアクセスを行う場合には、N×N画素単位の画像データについて同一位置の複数チャンネルについての連続データ転送を複数回繰り返して帯域のデータ転送を行うことで、バースト転送が可能なメモリを用いた場合に、ランダムアクセスの場合にも効率を落とすことなく、複数のデータ転送回路からの要求に応じてバス使用権の調停を効率良く行える。 Further, when the data transfer circuit performs random access to the memory, the arbitration circuit described above repeats continuous data transfer for a plurality of channels at the same position for image data in N × N pixel units a plurality of times. By using data transfer, it is possible to efficiently arbitrate bus usage rights in response to requests from multiple data transfer circuits without reducing the efficiency even in the case of random access when using a memory capable of burst transfer. Yes.
また、以上の制御部は、バースト転送長を各データ転送回路に対して割り振る際に、データ転送回路それぞれが必要なデータ転送の帯域である必要帯域を満たすと共に、バースト転送長の割り振りにより定まる割当帯域が必要帯域を超過する部分が小さくなるようにすることで、他のデータ転送回路に割り振れる帯域を減少させることなく、すなわち、無駄なく、効率良く、複数のデータ転送回路からの要求に応じてバス使用権の調停を行える。 Further, the above control unit, the burst transfer length in that vibration split for each data transfer circuit, fulfills the required bandwidth is the band of each of the data transfer circuit required data transfer, split swing burst transfer length By reducing the portion where the allocated bandwidth determined by the number exceeds the required bandwidth, the bandwidth allocated to other data transfer circuits is not reduced, that is, without waste, efficiently and efficiently from a plurality of data transfer circuits. The bus use right can be adjusted upon request.
また、この画像処理装置や画像形成装置によれば、効率的なバス使用権の調停が可能になるため、処理回路を従来より低クロックで動作させても結果として十分な処理が可能になり、低電力化を図ることができる。 Further, according to the image processing apparatus and the image forming apparatus, since it is possible to efficiently arbitrate the right to use the bus, even if the processing circuit is operated at a lower clock than in the past, sufficient processing can be performed as a result. Low power can be achieved.
以下、図面を参照して本発明の画像処理装置及び画像形成装置を実施するための形態(実施形態)を詳細に説明する。ここでは、画像処理装置を含む画像形成装置を具体例にして、実施形態の説明を行う。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out an image processing apparatus and an image forming apparatus of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Here, the embodiment will be described using an image forming apparatus including the image processing apparatus as a specific example.
〔構成〕
ここで、実施形態の画像形成装置100の構成を、図1に基づいて詳細に説明する。なお、画像形成装置100として既知であって、本実施形態の特徴的な動作や制御に直接に関係しない一般的な部分についての説明は省略してある。
〔Constitution〕
Here, the configuration of the
図1に示す画像形成装置100は、各部を制御する全体制御部101、操作者が各種操作入力を行うと共に各種表示を行う操作表示部105、画像データの入力と出力との少なくとも一方を行うことで画像データの処理を行う複数のデータ転送回路110aから110eと、データ転送回路からの要求に応じてメモリを使用する際にバス使用権の調停を行うと共にメモリ制御とを行う記憶制御部120と、連続データ転送可能なメモリ130と、記憶制御部120とメモリ130との間を接続するバスBと、を備えて構成されている。
An
ここで、全体制御部101は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備える。ここで、CPUは、RAMの所定領域をワークエリアとし、ROMに記憶されている各種プログラムを実行して、画像形成装置100の各部を統括的に制御する。
Here, the
操作表示部105は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを備え、入力される各種指示信号を全体制御部101に送信する。また、操作表示部105は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)等の表示手段を備え、全体制御部101から入力される各種画像データを表示する。なお、この操作表示部は操作部と表示部が別であってもよいが、表示されたアイコンあるいはキーを押下するタッチパネルであってもよい。
The
データ転送回路110a〜110eは、例えば、原稿を読み取ってRGBA形式の入力画像データを生成するスキャナとしてのデータ転送回路110a、RGBA形式の入力画像データに対して入力画像処理を施してYMCKA形式の画像データに変換する入力画像処理部としてのデータ転送回路110b、YMCKA形式の画像データや各種データを記憶する不揮発性の記憶部としてのデータ転送回路110c、YMCKA形式の画像データを出力(画像形成)用のYMCK方式の画像データに変換する出力画像処理部としてのデータ転送回路110d、YMCK方式の画像データを受けて用紙上に画像を形成するプリンタとしてのデータ転送回路110e、として構成することができる。
The
なお、データ転送回路110aとしてのスキャナでは、シェーディング補正、変倍処理、傾き補正処理等の画像処理を施した上で、RGBA形式の画像データを出力する。データ転送回路110bとしての入力画像処理部は、画像がカラーかモノクロかに応じて処理を変える機能を有しており、スキャナで得られた入力画像データに対して、カラー画像であれば色変換(RGB→YMCK)などの入力画像処理を施すものである。データ転送回路110dとしての出力画像処理部は、記憶された画像データに対して、画像形成に必要なプリンタガンマ変換、誤差拡散処理、微笑変倍処理などの出力画像処理を施すものである。データ転送回路110eとしてのプリンタは、電子写真方式や各種方式の画像形成部や印刷装置であり、複写機やプリンタやファクシミリ装置などにおいて所定の記録紙上に画像を形成して出力するプリントエンジンに該当する部分である。
The scanner serving as the
また、データ転送回路110a〜110eの具体例としては、これに限定されるものではない。
Further, specific examples of the
また、ここでは、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)、A(タグデータあるいは属性情報)を意味している。また、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)、A(タグデータあるいは属性情報)を意味している。 Here, R (red), G (green), B (blue), and A (tag data or attribute information) are meant. Further, Y (yellow), M (magenta), C (cyan), K (black), and A (tag data or attribute information) are meant.
記憶制御部120は、データ転送回路110a〜110eに対応してメモリ130にアクセスするためのデータを格納するバッファ120a〜120e、バッファ120a〜120eに格納されたデータを参照してラウンドロビン方式等によりバス使用権を付与するメモリ調停回路121、メモリ調停回路121が付与するバス使用権に応じてデータ転送回路110a〜110eのいずれかとメモリ130との間でデータ転送を許可するマルチプレクサ122、メモリ130を制御するメモリコントローラ125、を備えて構成されている。
The storage control unit 120 stores data for accessing the
ここで、メモリ調停回路121は、データ転送回路110a〜110eそれぞれが必要なデータ転送の帯域(これを必要帯域と呼ぶ)を満たすように、データ転送を連続して行う際の連続数を意味するバースト転送長を各データ転送回路に対して割り当てて、該バースト転送長に応じたバス使用権を付与するための制御を行う。
Here, the
また、ここでは、メモリ調停回路121とメモリコントローラ125とが記憶制御部120として一体の構成を示すが、メモリ調停回路121とメモリコントローラ125とは分離独立して存在していてもよい。
Here, the
メモリ130は、バースト転送によって連続データ転送が可能なDDR SDRAM(Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)などの半導体メモリを使用して一度に転送できるメモリ量を増大させた状態で画像データを記憶するものである。
The
〔動作〕
まず、全体制御部101は、各データ転送回路110a〜110eが扱うデータ量を算出する(図2中のステップS101)。なお、画像形成装置100においては、画像の解像度、色(チャンネル)数、階調数、用紙サイズに応じてデータ量は定まる。
[Operation]
First, the
例えば、解像度600dpiでA4サイズ1枚のデータ量は、スキャナにおいて、RGBAの4チャンネルであって、1画素あたり8ビット階調の場合には、137Mバイトになる。解像度600dpiでA4サイズ1枚のデータ量は、YMCKの5チャンネルであって、1画素あたり4ビット階調の圧縮画像データの場合には、85.7Mバイトになる。解像度1200dpiでA4サイズ1枚のデータ量は、YMCの4チャンネルであって、1画素あたり8ビット階調の画像形成用画像データの場合には、548.2Mバイトになる。 For example, the data amount of one sheet of A4 size with a resolution of 600 dpi is 137 Mbytes in the case of four RGBA channels in a scanner and 8-bit gradation per pixel. The data amount of one A4 size at 600 dpi resolution is 85.7 Mbytes in the case of compressed image data of 5 bits of YMCK and 4 bits gradation per pixel. In the case of image data for image formation of four bits of YMC and 8-bit gradation per pixel, the data amount of one sheet of A4 size with a resolution of 1200 dpi is 548.2 Mbytes.
すなわち、データ転送回路110aの出力であるDMA#1は、解像度600dpi、RGBAの4チャンネルで、1画素あたり8ビットのデータを転送するため、データ量は137Mバイトになる。データ転送回路110bの入力であるDMA#2は、解像度600dpi、RGBAの4チャンネルで、1画素あたり8ビットのデータを転送するため、データ量は137Mバイトになる。データ転送回路110bの出力であるDMA#3は、解像度600dpi、YMCKAの5チャンネルで、1画素あたり4ビットのデータを転送するため、データ量は85.7Mバイトになる。データ転送回路110cの入力であるDMA#4は、解像度600dpi、YMCKAの5チャンネルで、1画素あたり4ビットのデータを転送するため、データ量は85.7Mバイトになる。データ転送回路110cの出力であるDMA#5は、解像度600dpi、YMCKAの5チャンネルで、1画素あたり4ビットのデータを転送するため、データ量は85.7Mバイトになる。データ転送回路110dの入力であるDMA#6は、解像度600dpi、YMCKAの5チャンネルで、1画素あたり4ビットのデータを転送するため、データ量は85.7Mバイトになる。データ転送回路110dの出力であるDMA#7は、解像度1200dpi、YMCKの4チャンネルで、1画素あたり8ビットのデータを転送するため、データ量は548.2Mバイトになる。データ転送回路110eの入力であるDMA#8は、解像度1200dpi、YMCKの4チャンネルで、1画素あたり8ビットのデータを転送するため、データ量は548.2Mバイトになる。
That is,
そして、全体制御部101は、各データ転送回路110a〜110eそれぞれが単位処理時間にデータを扱うのに必要になる帯域(必要帯域)と、全てのデータ転送回路110a〜110eの必要帯域の合計の帯域(必要総帯域)とを算出する(図2中のステップS102)。
The
ここで、単位処理時間とは、画像形成装置100が1分間に120枚の用紙を処理する能力を有する場合、0.5秒に1枚分の画像データを処理すればよいため、0.5秒に相当する。但し、スキャン入力であるDMA#1と、プリンタ出力であるDMA#8とは、制御信号に同期する必要があるのと、用紙と用紙の間隔(紙間)が存在する。ここで、紙間が0.1秒程度であるとすると、0.4秒に1枚の画像データを処理する必要が生じるため、0.4秒が単位処理時間である。
Here, the unit processing time means that when the
この場合、
DMA#1は137Mバイト/0.4秒=342.5Mバイト/s,
DMA#2は137Mバイト/0.5秒=274Mバイト/s,
DMA#3は85.7Mバイト/0.5秒=171.4Mバイト/s,
DMA#4は85.7Mバイト/0.5秒=171.4Mバイト/s,
DMA#5は85.7Mバイト/0.5秒=171.4Mバイト/s,
DMA#6は85.7Mバイト/0.5秒=171.4Mバイト/s,
DMA#7は548.2Mバイト/0.5秒=1096.4Mバイト/s,
DMA#8は548.2Mバイト/0.4秒=1370.5Mバイト/s,
になる。また、必要総帯域は、3769Mバイト/sになる。
in this case,
become. The required total bandwidth is 3769 Mbytes / s.
全体制御部101は、以上の必要帯域や必要総帯域を満たすように、バースト転送長を算出する(図2中のステップS103)。なお、この実施形態において、バースト転送長とは、一度のバースト転送を行う際のデータ量を意味する。
The
画像形成装置100においては画像回転が要求されることもあり、正方形となるN×N画素単位で画像データをパッキングして扱うことで、画像回転処理前後で縦横の画素数が等しくなるため、画像回転処理を行う場合にも効率の良いデータ転送が可能になる。
The
但し、1チャンネルのみであるとバースト転送長を大きくしても効率が悪い場合があるので、RGBAの4チャンネル、またはYMCKAの5チャンネルの同じ位置のN×N画素を転送対象として、バースト転送長を大きくすることが望ましい。なお、この画像回転の際の効率については、図5〜図7降を参照して、後に詳しく説明する。 However, even if the burst transfer length is increased when there is only one channel, the efficiency may be poor. Therefore, N × N pixels at the same position of 4 channels of RGBA or 5 channels of YMCKA are to be transferred, and the burst transfer length It is desirable to increase. The efficiency at the time of image rotation will be described in detail later with reference to FIGS.
例えば、メモリ130とのインタフェースが64ビットで、1画素4ビットの圧縮画像データを8×8画素単位でパッキングして扱うとすると、RGBA等の4チャンネルの場合にはバースト転送長を16、YMCKAの5チャンネルの場合にはバースト転送長を20、とする。
For example, if the interface with the
なお、以上の具体例の場合には、DMA#2,DMA#4,DMA#6はシーケンシャルアクセスではなくランダムアクセスとなるので、バースト転送長を以上の16や20より大きくすることができない。仮に、64バースト転送としても、16バースト転送の4倍の時間が掛かり、バースト転送長を大きくする意味が無くなる。また、DMA#7とDMA#8とは、各色で画像形成のタイミングが異なるため、各チャンネル毎に別のアドレスにアクセスすることになる。このため、転送効率を高めるためにはチャンネル内でシーケンシャルアクセスによりバースト転送長を長くする必要がある。
In the case of the above specific example,
ここで、全体制御部101は、以上のように算出されたバースト転送長とした場合のメモリ130の転送帯域を算出する(図2中のステップS104)。更に、全体制御部101は、算出された転送帯域が、ステップS102で算出された必要総帯域を満足しているかを判断する(図2中のステップS105)。
Here, the
例えば、DDR3−1066の規格の半導体素子をメモリ130として使用した場合に、以上のバースト転送長でリード/ライトがランダムなアドレスにアクセスした場合には、メモリの転送帯域は約2899Mバイト/sとなる。この転送帯域(2899Mバイト/s)では、ステップS102で算出された必要総帯域(3769Mバイト/s)を満足することができないため(図2中のステップS105でNO)、全体制御部101はバースト転送長を再計算する(図2中のステップS103)。
For example, when a semiconductor device conforming to the DDR3-1066 standard is used as the
ここで、4チャンネルの画像データを扱う場合にはバースト転送長を64、5チャンネルの画像データを扱う場合にはバースト転送長を80を、1回に調停する単位と定めると、各DMAのバースト転送長は、
DMA#1ではバースト転送長=64,
DMA#2ではバースト転送長=16×4,
DMA#3ではバースト転送長=80,
DMA#4ではバースト転送長=20×4,
DMA#5ではバースト転送長=80,
DMA#6ではバースト転送長=20×4,
DMA#7ではバースト転送長=64×4,
DMA#8ではバースト転送長=64×4,
と定めることができる。
Here, when handling 4 channels of image data, the burst transfer length is 64, and when handling 5 channels of image data, the burst transfer length is 80, which is defined as a unit for arbitrating at one time. The transfer length is
In
In
In
In
In
In
In
In
Can be determined.
なお、ここで、16×4とある場合は、バースト転送長を16として、4回繰り返すことを意味している。 Here, the case of 16 × 4 means that the burst transfer length is set to 16 and is repeated four times.
そして、以上のようにバースト転送長を定めた場合の各DMAに割り振られる帯域は
DMA#1は266Mバイト/s,
DMA#2は266Mバイト/s,
DMA#3は332Mバイト/s,
DMA#4は332Mバイト/s,
DMA#5は332Mバイト/s,
DMA#6は332Mバイト/s,
DMA#7は1064Mバイト/s,
DMA#8は1064Mバイト/s,
になる。
When the burst transfer length is determined as described above, the bandwidth allocated to each DMA is 266 Mbyte / s for
become.
この場合の転送帯域は、3988Mバイト/sになり、ステップS102で算出された必要総帯域(3769Mバイト/s)を満足している(図2中のステップS105でYES)。 The transfer bandwidth in this case is 3988 Mbyte / s, which satisfies the necessary total bandwidth (3769 Mbyte / s) calculated in step S102 (YES in step S105 in FIG. 2).
しかし、以上のバースト転送長による帯域は、DMA#1,DMA#2,DMA#7,DMA#8において、ステップS102で求めた必要帯域を満たしていない(図2中のステップS106、S107でNO)。
However, the band due to the above burst transfer length does not satisfy the required band obtained in step S102 in
なお、DMA#8は画像転送回路110e(プリンタ)への画像データを流すデータ転送であり、この部分で不足があると正常な位置に印字することが出来ない等の著しい不調が生じる。
Note that
なお、以上の各DMAの帯域を詳細に調べると、必要帯域をみたしているDMA#3〜DMA#6において、必要帯域が171Mバイト/sであるのに対し、2倍近い332Mバイト/sの帯域が割り振られていて、無駄が極めて大きい。このような無駄な帯域があると、他のDMAに対して割り振れる帯域が狭められてしまう。そのため、全体的にバースト転送長をより大きくする必要があり、これに連動してバッファ120a〜120eの容量も大きくしなければならず、無駄が大きくなる。
When the bandwidth of each of the above DMAs is examined in detail, the required bandwidth is 171 Mbytes / s in
そこで、必要帯域を大きく上回る帯域が割り振られているDMA#3〜DMA#6について、必要帯域を満たす範囲でできるだけ無駄がない帯域となるように、バースト転送長を削減する方向に調整する(図2中のステップS108)。また、必要帯域を大きく下回っている部分では、必要な程度に応じてバースト転送長を大きくする(図2中のステップS108)。これにより、他の不足しているDMAに対して割り振られる帯域が相対的に増えることになり、全体で無駄なく必要帯域を満たせるようになる。また、バッファ120a〜120eの容量も適切な値とすることが可能になる。
Therefore, for
ここで、各DMAのバースト転送長を、
DMA#1ではバースト転送長=80,
DMA#2ではバースト転送長=16×4,
DMA#3ではバースト転送長=40,
DMA#4ではバースト転送長=20×2,
DMA#5ではバースト転送長=40,
DMA#6ではバースト転送長=20×2,
DMA#7ではバースト転送長=64×4,
DMA#8ではバースト転送長=80×4,
と定める。
Here, the burst transfer length of each DMA is
In
In
In
In
In
In
In
In
It is determined.
そして、以上のようにバースト転送長を定めた場合の各DMAに割り振られる帯域は
DMA#1は352Mバイト/s,
DMA#2は282Mバイト/s,
DMA#3は176Mバイト/s,
DMA#4は176Mバイト/s,
DMA#5は176Mバイト/s,
DMA#6は176Mバイト/s,
DMA#7は1129Mバイト/s,
DMA#8は1411Mバイト/s,
になる。
The bandwidth allocated to each DMA when defining the burst transfer length as
become.
この場合の各転送帯域は必要帯域を上回って満足するようになる(図2中のステップS107でYES)。 In this case, each transfer band exceeds the required band (YES in step S107 in FIG. 2).
従って、全体制御部101は、以上のバースト転送長、あるいは、バースト転送長の繰り返しになるように、
DMA#1の重みは5,
DMA#2の重みは4,
DMA#3の重みは2,
DMA#4の重みは2,
DMA#5の重みは2,
DMA#6の重みは2,
DMA#7の重みは4,
DMA#8の重みは5,
と定める(図2中のステップS109)。
Therefore, the
The weight of
The weight of
The weight of
(Step S109 in FIG. 2).
以上のようにして、各データ転送回路110a〜110eが扱うデータ量から求めた必要帯域を満足しつつ無駄のない状態にバースト転送長を定めることで、全てのデータ転送が単位処理時間内に完了するようになり、円滑な処理が可能になる。なお、以上の説明で用いた具体的数値は一例であって、これに限定されるものではなく、各種の変更が可能である。
As described above, by setting the burst transfer length so that the required bandwidth obtained from the data amount handled by each of the
そして、この実施形態によれば、連続した効率的な読み書きが可能になるため、処理回路を従来より低クロックで動作させても結果として十分な処理が可能になり、低電力化を図ることができる。また、従来より低速な制御回路やメモリを使用することが可能になるため、装置の低価格化を実現することも可能になる。 According to this embodiment, since continuous and efficient reading and writing are possible, even if the processing circuit is operated at a lower clock than in the past, sufficient processing can be performed as a result, and low power can be achieved. it can. In addition, since it is possible to use a control circuit and a memory that are slower than conventional ones, it is possible to reduce the cost of the apparatus.
以下、調停の動作の具体例(1)について簡単に説明する。ここでは、図3のフローチャートを参照し、終了信号が存在しない場合の動作について説明する。なお、この終了信号が存在しない場合とは、画像形成装置100全体として各データ転送回路110a〜110eの処理に余裕がある状態で行われる。
A specific example (1) of the arbitration operation will be briefly described below. Here, the operation in the case where the end signal does not exist will be described with reference to the flowchart of FIG. The case where the end signal does not exist is performed in a state where there is a margin in the processing of each of the
まず、全体制御部101は、以上のように決定されたバースト転送長を記憶制御部120に通知する。記憶制御部120では、全体制御部101から受信したバースト転送長(または、バースト転送長と繰り返し回数)を各データ転送回路110a〜110eの最大転送回数として設定する(図3中のステップS201)。
First, the
ここで、画像形成装置100が動作を開始すると、メモリ調停回路121は調停を開始する(図3中のステップS202)。すなわち、データ転送回路110a〜110eの中でデータ転送が許可されたデータ転送回路110xには、メモリ調停回路121により、ラウンドロビン方式等によりバス使用権が付与される(図3中のステップS203)。
Here, when the
バス使用権が付与されたデータ転送回路110xでは、メモリ調停回路121の制御により、データ転送の回数が定められた最大転送回数に達するまで(図3中のステップS205でNO)、メモリ130との間でデータ転送を行う(図3中のステップS204)。
In the data transfer circuit 110x to which the right to use the bus is granted, the
また、バス使用権が付与されたデータ転送回路110xにおいてデータ転送の回数が定められた最大転送回数に達したら(図3中のステップS205でYES)、メモリ調停回路121は、データ転送回路110x対応するバッファ120xに蓄積されているデータ容量を確認する(図3中のステップS206)。
When the data transfer circuit 110x to which the right to use the bus is granted has reached the maximum number of data transfers (YES in step S205 in FIG. 3), the
バッファ120x内に転送単位に相当するデータが蓄積されていれば(図3中のステップS206でYES)、メモリ調停回路121は、データ転送回路110xにデータ転送を行わせる(図3中のステップS204)。
If data corresponding to the transfer unit is accumulated in the buffer 120x (YES in step S206 in FIG. 3), the
バッファ120x内に転送単位に相当するデータが蓄積されていれなければ(図3中のステップS206でNO)、メモリ調停回路121は、データ転送回路110xのデータ転送が完了したとみなして、他のデータ転送回路110yにバス使用権を付与してデータ転送を行わせる(図3中のステップS204)。これ以後、同様にして、メモリ調停回路121は調停を行って、各データ転送回路110a〜110eのいずれかについてラウンドロビン方式等によりバス使用権を割り当てるようにしてデータ転送の制御を繰り返し行う。
If data corresponding to the transfer unit is not stored in the buffer 120x (NO in step S206 in FIG. 3), the
以下、調停の動作の具体例(2)について簡単に説明する。ここでは、図4のフローチャートを参照し、終了信号が存在する場合の動作について説明する。 A specific example (2) of the arbitration operation will be briefly described below. Here, the operation in the case where the end signal exists will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、全体制御部101は、以上のように決定されたバースト転送長を記憶制御部120に通知する。記憶制御部120では、全体制御部101から受信したバースト転送長(または、バースト転送長と繰り返し回数)を各データ転送回路110a〜110eの最大転送回数として設定する(図4中のステップS301)。
First, the
ここで、画像形成装置100が動作を開始すると、データ転送回路110a〜110eについて設定されたバースト転送長の最終データで無ければ(図4中のステップS302でNO)、対応するバッファ120x内に転送単位に相当するデータが蓄積されるのを待ち(図4中のステップS303でNO、S302、S303でYES)、メモリ調停回路121は調停を開始する(図4中のステップS304)。
Here, when the
また、設定されたバースト転送長の最終データである場合は(図4中のステップS302でYES)、バッファの容量が満たされていなくても、メモリ調停回路121は調停を開始する(図4中のステップS304)。
If it is the final data of the set burst transfer length (YES in step S302 in FIG. 4), the
ここで、データ転送回路110a〜110eの中でデータ転送が許可されたデータ転送回路110xには、ラウンドロビン方式等の調停を行うメモリ調停回路121により、バス使用権が付与される(図4中のステップS305)。
Here, the right to use the bus is granted to the data transfer circuit 110x that is permitted to transfer data among the
バス使用権が付与されたデータ転送回路110xでは、メモリ調停回路121の制御により、バースト転送長により定められたデータ転送の回数に至るまで(図4中のステップS302)、メモリ130との間でデータ転送を行う(図4中のステップS306)。
In the data transfer circuit 110x to which the bus use right is given, the
また、バス使用権が付与されたデータ転送回路110xで、バースト転送長により定められたバースト転送長に相当するデータ転送を行った後は、メモリ調停回路121はラウンドロビン方式等により、データ転送回路110a〜110e中の他のデータ転送回路110yにバス使用権を付与する(図4中のステップS304,S305,S306)。これ以後、同様にして、メモリ調停回路121は調停を行って、各データ転送回路110a〜110eのいずれかについてラウンドロビン方式等によりバス使用権を割り当てるようにしてデータ転送の制御を繰り返し行う。
In addition, after the data transfer circuit 110x to which the bus use right is given performs the data transfer corresponding to the burst transfer length determined by the burst transfer length, the
ここで、図5以降の説明図を参照して、画像回転とバースト転送長との関係について説明する。 Here, the relationship between the image rotation and the burst transfer length will be described with reference to FIG.
図5の(a)領域は回転前の画像データの一部を示しており、1〜8の8つのブロックに分けて処理される。ここで、各ブロックは図5(b)に示されるよう、8×8画素(N×N画素)の集合体である。
The area (a) in FIG. 5 shows a part of the image data before rotation, and is divided into eight
なお、この場合、バースト転送長Xにおいて、X=8として、8バースト(Xバースト)転送が可能なメモリ130を使用した場合を想定して説明する。ここでバースト転送長Xとは、1回のバースト転送を行う際のデータ量を意味する。
In this case, it is assumed that the burst transfer length X is X = 8 and the
ここでは、図5(a)(b)のように行(縦)方向8画素(N画素)を列(横)方向に8列バースト(X=8として、Xバースト)転送により連続して1回で読み出し、図5(c)のように画素の並べ替えにより90°回転させた上で、再び図5(c)(d)のように、行方向8画素を列方向に8列バースト転送により連続して1回でメモリ130に書き込むようにする。このように、N×N画素を転送対象とすることで、画像回転時にも良好な処理が可能になる。
Here, as shown in FIGS. 5A and 5B, 8 pixels (N pixels) in the row (vertical) direction are continuously transmitted by 8 column bursts (X = 8, X burst) transfer in the column (horizontal) direction. Read out once, rotated 90 ° by rearranging the pixels as shown in FIG. 5C, and then again transferred 8 pixels in the row direction to 8 columns in the column direction as shown in FIGS. 5C and 5D. Thus, the data is written in the
そして、バースト転送長を更に大きくして高速化を図る場合について、図6を用いて説明する。 A case where the burst transfer length is further increased to increase the speed will be described with reference to FIG.
この図6の場合も図5(b)で示したものと同様に、各ブロックは8×8画素(N×N画素)の集合体である。この場合に、16バースト(X=8として、2Xバースト)転送が可能なメモリ130を使用した場合を想定して説明する。
In the case of FIG. 6 as well, each block is an aggregate of 8 × 8 pixels (N × N pixels), similar to that shown in FIG. In this case, description will be made assuming that the
ここでは、図6(a)のように行(縦)方向8画素を列(横)方向に16列バースト(2Xバースト)転送により連続して読み出し、図6(b)のように画素の並べ替えにより90°回転させる。ただし、図6(c)に示すごとく、画像回転後のブロック1,2の位置が回転前と異なるため、行(縦)方向8画素を列(横)方向に8列バースト転送の書き込みを、2回繰り返してメモリ130に書き込むようにする。
Here, 8 pixels in the row (vertical) direction are continuously read out by 16 column burst (2 × burst) transfer in the column (horizontal) direction as shown in FIG. 6A, and the pixels are arranged as shown in FIG. 6B. Rotate 90 ° by changing. However, as shown in FIG. 6C, since the positions of the
この場合、図6(a)の読み出し時はシーケンシャルアクセスで16バースト転送により高速に行えるが、回転処理後の行(縦)アドレスが異なるため、図6(c)の書き込み時には連続して一度に書き込むことができなくなり、バースト転送量を大きくしたにもかかわらず、高速な処理を実現することができない状態になる。 In this case, at the time of reading in FIG. 6A, it can be performed at a high speed by 16 burst transfer with sequential access, but since the row (vertical) address after the rotation processing is different, at the time of writing in FIG. It becomes impossible to write, and high-speed processing cannot be realized even though the burst transfer amount is increased.
以上のように、1チャンネル(同一色内のデータ)のみであるとバースト転送長を大きくしても効率が良くない場合があるので、RGBAの4チャンネル、またはYMCKAの5チャンネルの同じ位置のN×N画素を転送対象として、バースト転送長を大きくすることについて説明する。 As described above, if there is only one channel (data in the same color), it may not be efficient even if the burst transfer length is increased. Therefore, N at the same position of 4 channels of RGBA or 5 channels of YMCKA. A description will be given of increasing the burst transfer length with × N pixels as the transfer target.
ここでは、図7に示すよう、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(黒)、A(タグデータ)の場合、すなわち、5チャンネルの場合を具体例とする。さらに、図5や図6と同様に、ブロックの画素数N=8として、8×8画素のブロック単位の画像データを具体例として、バースト転送長X=8を具体例にして説明を行う。なお、ここでは、YMCKの各色がCMYKの順に並んでいる場合を具体例にする。 Here, as shown in FIG. 7, the case of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), K (black), A (tag data), that is, the case of 5 channels is taken as a specific example. Further, as in FIG. 5 and FIG. 6, the description will be made with the number of block pixels N = 8, image data of 8 × 8 pixel block units as a specific example, and burst transfer length X = 8 as a specific example. Here, a specific example is given in which each color of YMCK is arranged in the order of CMYK.
ここで、図7(a)は回転前と回転後の画像データが格納されるメモリ130の様子を模式的に示しており、C1はシアンCについての8×8画素のブロックであり(図7(c)参照)、M1はマゼンタMについての前記C1と同一画素位置の8×8画素のブロックであり、Y1はイエローYについての前記C1,M1と同一画素位置の8×8画素のブロックであり、K1は黒Kについての前記C1,M1,Y1と同一画素位置の8×8画素のブロックであり、A1はタグデータAについての前記C1,M1,Y1,K1と同一画素位置の8×8画素のブロックである。
Here, FIG. 7A schematically shows a state of the
ここでは、同一画素位置である、C1,M1,Y1,K1,A1の8×8画素のブロックについて、5チャンネル分の画像データを、メモリ130に対して、同一行アドレスで隣接する異なる列アドレスに書き込む。したがって、次の8×8画素のブロックC2,M2,Y2,K2,A2、また、それ以降の画素についても同様である。
Here, for the 8 × 8 pixel block of C1, M1, Y1, K1, and A1, which are at the same pixel position, the image data for five channels is stored in the
画像を90°あるいは270°回転させる場合、さきほど書き込みを行ったメモリ130の先頭位置から5チャンネル分の8×8画素を、記憶制御部141の指示により8画素・8×5バースト転送により読み出す。読み出した画像データを、各チャンネルごとに画素並べ替えを行って、各8×8画素内で回転を行う(図7(c)(d)(e))。
When the image is rotated by 90 ° or 270 °, 8 × 8 pixels for 5 channels from the head position of the
そして、記憶制御部141は、並べ替えを行ったN×N画素単位(ブロック単位)の5チャンネル分の画像データを、メモリ130に対して、同一行アドレスで隣接する異なる列アドレスに書き込む。この際は、さきほど読み出したメモリ130の領域(回転前画像領域)とは異なる領域(回転後画像領域)に書き込む。また、このとき、CMYKAの5チャンネル分の画像データについては、メモリ130に対して、同一行アドレスで隣接する異なる列アドレスにシーケンシャルに書き込むため、効率が落ちることはない。
Then, the storage control unit 141 writes the rearranged image data for 5 channels in N × N pixel units (block units) to the
すなわち、N×N画素単位の5チャンネル分の同一行アドレスで隣接する異なる列アドレスに書き込まれた画像データをメモリ130から連続して読み出し、メモリ130から読み出された各チャンネルあたりN×N画素単位の画像データをそれぞれ回転させ、回転されたN×N画素単位の5チャンネル分の画像データをメモリ130に対して同一行アドレスで隣接する異なる列アドレスに連続して書き込むようにしているため、バースト転送長を大きくした連続した読み書きが可能になり、バースト転送が可能なメモリ130を用いた場合に画像回転処理実行時のデータ転送を効率的に行えるようになる。すなわち、画素位置としてはランダムアクセスになるような場合であっても、同一画素の複数チャンネル方向にシーケンシャルアクセスが可能になるため、バースト転送長を大きくしても効率的なデータ転送が可能になる。
That is, image data written to different adjacent column addresses with the same row address for 5 channels in units of N × N pixels is continuously read from the
なお、ここではCMYKAの5チャンネルの場合を具体例にしたが、RGBAやYMCKの4チャンネルの場合にも、バースト転送長を大きくすることにより効率的なデータ転送が可能になる。 In this example, the case of 5 channels of CMYKA is taken as a specific example, but also in the case of 4 channels of RGBA and YMCK, efficient data transfer is possible by increasing the burst transfer length.
〔その他の実施形態(1)〕
なお、以上の実施形態はスキャナやプリントエンジンを有する画像形成装置100を具体例にして説明してきたが、これに限定されるものではない。たとえば、スキャナやプリントエンジンを備えず、バースト転送による効率の良い画像回転処理を実行する画像処理装置も本発明の実施形態の一態様である。
[Other Embodiments (1)]
In the above embodiment, the
〔その他の実施形態(2)〕
なお、以上の実施形態はカラー画像形成を行う画像処理装置や画像形成装置を想定していたが、これに限定されるものではない。たとえば、モノクロの画像処理装置や画像形成装置であっても、画像データとタグデータとの2チャンネルについて、バースト転送が可能な画像メモリを用いた場合に連続して読み出しと書き込みとがバースト転送により実現できる。
[Other embodiment (2)]
In the above embodiment, an image processing apparatus and an image forming apparatus that perform color image formation are assumed. However, the present invention is not limited to this. For example, even in a monochrome image processing apparatus or image forming apparatus, when an image memory capable of burst transfer is used for two channels of image data and tag data, continuous reading and writing are performed by burst transfer. realizable.
100 画像形成装置
101 全体制御部
105 操作部
110a〜110e データ転送回路
120 記憶制御部
121 メモリ調停回路
125 メモリコントローラ
130 メモリ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
連続データ転送可能なメモリと、
前記メモリに接続されるバスと、
前記データ転送回路からの要求に応じて前記メモリを使用する際にバス使用権の調停を行う調停回路と、
制御部と、
を有する画像処理装置であって、
前記制御部は、前記メモリの転送帯域が前記データ転送回路それぞれに必要なデータ転送の帯域の合計を満たすように、データ転送を連続して行う際の連続数を意味するバースト転送長を調整した後に、前記データ転送回路それぞれが必要なデータ転送の帯域を満たすように、前記バースト転送長を調整して各データ転送回路に対して帯域を割り振り、
前記調停回路は、前記データ転送回路それぞれが必要なデータ転送の帯域を満たすように調整されたバースト転送長に応じた前記バス使用権を付与する、
ことを特徴とする画像処理装置。 A plurality of data transfer circuits for processing image data by performing at least one of input and output of image data;
A memory capable of continuous data transfer;
A bus connected to the memory;
An arbitration circuit that arbitrates bus use rights when using the memory in response to a request from the data transfer circuit;
A control unit;
An image processing apparatus comprising:
The control unit adjusts the burst transfer length, which means the number of continuous data transfers, so that the transfer band of the memory satisfies the total data transfer band required for each of the data transfer circuits. Later, each of the data transfer circuits is allocated to each data transfer circuit by adjusting the burst transfer length so as to satisfy the required data transfer bandwidth,
The arbitration circuit grants the right to use the bus according to a burst transfer length adjusted so that each of the data transfer circuits satisfies a necessary data transfer bandwidth.
An image processing apparatus.
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 The arbitration circuit grants the bus use right according to the burst transfer length when the data transfer circuit performs sequential access to the memory.
The image processing apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 When the data transfer circuit performs random access to the memory, the arbitration circuit repeats continuous data transfer for a plurality of channels at the same position for N × N pixel unit image data a plurality of times. Perform bandwidth data transfer,
The image processing apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1−3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 Wherein the control unit, the burst transfer length in that vibration split to the respective data transfer circuit, fulfills the required bandwidth each data transfer circuit is a band of the required data transfer, split of the burst transfer length portion allocated bandwidth determined by the swing exceeds the required bandwidth is set to be smaller,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is an image processing apparatus.
前記画像処理装置で処理された前記画像データに応じて画像を形成する画像形成部と、
を有する画像形成装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An image forming unit that forms an image according to the image data processed by the image processing device;
An image forming apparatus.
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