JP6504764B2 - 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
これによれば、前記制御線によって、PLDがマイコンに対し、FPGAコンフィグレーション完了の通知を行うことで、マイコンがFPGAにアクセス可能となるタイミングを把握することができる。これによって、コンフィグレーション装置システムの安定・高速な立ち上がりとシステム性能向上を図ることができる(例えば、特許文献1参照)。
FPGAの全ロジックをコンフィグレーションするには、数百ms程度の時間がかかるため、これをシステムブートアップのシーケンスの中でおこなわず、処理を後回しにする方法がある。
例えば、ブートアップ処理後のアイドル時や、FPGA機能を実行する直前にコンフィグレーションすることで、システム全体のブートアップ時間を短縮化できる。
しかし、FPGAをPCIeデバイスとして認識させて使用するシステムにおいては、少なくともFPGAのPCIe制御部は、ホストCPUがPCIeデバイス探索を行う前にコンフィグレーション完了している必要がある。
ホストCPUのPCIeデバイス探索は、一般的にBIOSなどのブートアップ時におこなわれるため、上記のようにブートアップ後にFPGA全体をコンフィグレーションするような方法では、FPGAをPCIeデバイスとしてホストCPUから認識させることはできない。
第1のデバイスと、前記第1のデバイスと通信し、前記第1のデバイスからデータを受け取るインタフェース部と、前記第1のデバイスから前記インタフェース部を介して受け取るデータに基づいて、回路の構成を変えることのできるロジック部とを有する第2のデバイスと、前記第2のデバイスに電力を供給する電源と、前記インタフェース部が前記第1のデバイスとの通信を確立するために必要な情報を記憶する記憶手段と、を有する画像処理装置であって、前記第2のデバイスは、前記電源から電力が供給された後、前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記第2のデバイスの識別情報を前記第2のデバイスの前記インタフェース部に設定する設定手段を有し、前記第1のデバイスは、前記設定手段による前記インタフェース部の設定の後に、前記設定手段により設定された前記第2のデバイスの識別情報を前記インタフェース部から取得し、前記第2のデバイスを通信先として検出する検出手段と、前記ロジック部の構成を変えるための前記データを前記検出手段により検出された前記第2のデバイスに送信する送信手段と、を有することを特徴とする。
<システム構成の説明>
〔第1実施形態〕
図1は、本実施形態を示す情報処理装置の構成を説明するブロック図である。なお、情報処理装置が実行する機能の一例として、画像処理機能、プリント機能、スキャナ機能、データ送信機能等が含まれる。なお、画像処理装置、画像形成装置、複合画像形成装置を含む情報処理装置は、図示しないホストコンピュータからジョブを受信して、画像処理機能、プリント機能、スキャナ機能、データ送信機能に基づくデータ処理を行う。また、以下の説明では、CPUを備えるホスト100を第1のデバイスとし、PCIeデバイスとしてのFPGA(FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRY)を第2のデバイスとして第1のデバイスと、第2のデバイスとのブート処理を供給する電力のタイミングとともに詳述する。
RAM103は、CPU102がプログラム実行する際のデータや、HDD106から読み出したデータを一時的に格納する。HDD106は、CPU102で動作するプログラム上で処理するデータを格納する。不揮発性メモリであるHDD106は、FPGA110に書き込むべき論理コンフィグデータを記憶している。
PCIe制御部104は、PCIeバス120を介して、FPGA110のPCIe制御部112と接続され、FPGA110とデータの授受を行う。PCIe制御部104は、電力制御部105によってホスト100に電力供給されると、CPU102が介入することなく、リンクトレーニングによる物理的接続確認が可能な状態になる。電力制御部105は、電力供給部130から供給されたDC電力を、適切な電圧に変換してホスト100に供給する。
PCIe制御部112は、PCIeバス120を介して、ホスト100のPCIe制御部104と接続され、ホスト100とデータの授受を行う。ここで、PCIe制御部112がFPGA110のハードマクロである場合は、リンクトレーニングによる物理的接続確認が可能な状態になるためには、コンフィグレーション部113によって、PCIe制御部112の初期設定が完了する必要がある。
ただし、このコンフィグレーション方法を実行するためには、PCIe制御部112がコンフィグレーション、初期設定完了し、ホスト100のCPU102からFPGA110がPCIeデバイスとして検知(認識)されている必要がある。
しかし、ユーザロジック部111のコンフィグレーションや初期設定を行う場合、一般的にユーザロジック部がFPGA110の大部分を占めるため、そのコンフィグレーション(RAMの書き換え)には大きい消費電力と長いコンフィグレーション時間がかかる。
まず、不図示のシステム電源がONされると、FPGA110側の電力制御部115が、FPGA110に電力供給を開始する(S221)。すると、コンフィグレーション部113は、ROM114からインタフェース情報を読み出し(S222)、PCIe制御部112に対して初期設定を行う(S223)。そして、コンフィグレーション部113は、PCIe制御部112に対する初期設定が完了すると、コンフィグレーションが完了した旨をホスト100の電力制御部105に信号線121を用いて通知する(S224)。この時点で、PCIe制御部112は、リンクトレーニングによる物理的接続確認が可能な状態になる。
例えば、ホスト100からのベンダID、デバイスIDの送信要求に対して、PCIe制御部112は、S223で初期設定されたベンダID、デバイスIDをホスト100に送信する。以上のフローによって、ホスト100は、FPGA110を、PCIeデバイスとして正しく認識することができる。
このようにしてPCIe制御部104からPCIe制御部112に転送されたコア情報は、そのままコンフィグレーション部113に転送され、コンフィグレーション部113はそのコア情報を基に、ユーザロジック部111のコンフィグレーションと初期設定を行う(S226)。
この時、PCIe制御部112に対するコンフィグレーションや初期設定はおこなわれないように構成されており、PCIe制御部112はPCIe制御部104のリンクを切断することなく、ホスト100からユーザロジック部111の書き換えが可能である。
また、上記実施形態によれば、CPU102によるPCIeデバイス探索より前に、FPGA110のPCIe制御部112とホスト100のPCIe制御部104がリンクトレーニング完了できる。
これによって、ホスト100のCPU102で実行されるPCIeデバイスの探索処理時に、確実にFPGA110をPCIeデバイスとして検出することができる。
さらに、ホスト100によるFPGA110のPCIeデバイス検出後に、コア情報によるコンフィグレーションを行うことで、ホスト100とFPGA110のPCIeバス120の接続を断つことなくユーザロジック部111を目的の回路構成に書き換えることができる。
第1実施形態において、FPGA110は、図3に示すような3つの電力状態を持っている。
図3において、第1の電力状態は、電力制御部115がFPGA110に電力供給していない電源OFF状態400である。この時、FPGA110の消費電力はゼロである。第2の電力状態は、電力制御部115からFPGA110に電力供給され、PCIe制御部112とコンフィグレーション部113のみ動作可能であり、ユーザロジック部111にはクロック供給されない低消費電力状態401である。
第3の電力状態は、電力制御部115からFPGA110に電力供給され、PCIe制御部112とコンフィグレーション部113に加えて、ユーザロジック部111も動作可能な通常状態402である。この時、FPGA110の動作時消費電力は大きくなる。
前述の第3の電力状態においては、FPGA110の動作時消費電力は大きく、電力供給部130から低電圧で電力供給すると、電圧ドロップによる影響を大きく受ける。
一方、前述の第2の電力状態においては、FPGA110は低消費電力状態で動作しており、電力供給部130から高電圧で電力供給すると、電力制御部115のDCDCコンバータでの変換効率、すなわち電力効率が落ちる。
そして、これらの電源系統を、図3に示した各電力状態に応じて、切り替えながら供給することで、通常状態402における電圧ドロップを軽減し、低消費電力状態401における電力効率を向上することができる。以下、第2実施形態の構成について詳述する。
図4において、電力制御部130から電力制御部115に対しては、低電圧系統301と高電圧系統302の2系統が供給されている。ホスト100は、電力供給部130を制御するための制御線303を有し、CPU102などから電力供給部130を制御することで、FPGA110に供給する電力状態を切替制御することができる。
図5の(a)、(b)、(c)は、それぞれ、電力状態が電源OFF状態400、低消費電力状態401、通常状態402の時の動作可能ブロックを示している。なお、斜線部は動作していないブロックを示している。
電源OFF状態400に相当する図5の(a)に示す電力供給状態では、情報処理装置150の内部ブロックはすべて通電が切れており、情報処理装置が動作していない状態である。
その後、ホスト100は、FPGA110での処理が必要になった段階で、FPGA書き換え処理を開始する(S602)。
110 FPGA
Claims (12)
- 第1のデバイスと、
前記第1のデバイスと通信し、前記第1のデバイスからデータを受け取るインタフェース部と、前記第1のデバイスから前記インタフェース部を介して受け取るデータに基づいて、回路の構成を変えることのできるロジック部とを有する第2のデバイスと、前記第2のデバイスに電力を供給する電源と、
前記インタフェース部が前記第1のデバイスとの通信を確立するために必要な情報を記憶する記憶手段と、を有する画像処理装置であって、
前記第2のデバイスは、
前記電源から電力が供給された後、前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記第2のデバイスの識別情報を前記第2のデバイスの前記インタフェース部に設定する設定手段を有し、
前記第1のデバイスは、
前記設定手段による前記インタフェース部の設定の後に、前記設定手段により設定された前記第2のデバイスの識別情報を前記インタフェース部から取得し、前記第2のデバイスを通信先として検出する検出手段と、
前記ロジック部の構成を変えるための前記データを前記検出手段により検出された前記第2のデバイスに送信する送信手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第2のデバイスは、前記送信手段により送信された前記データに基づいて、前記ロジック部の構成を変える再構成手段をさらに有し、
前記設定手段は、第1の電力状態で、前記第2のデバイスの前記インタフェース部へ前記第2のデバイスの識別情報の設定を実行し、
前記再構成手段は、前記電源が供給する電力が前記第1の電力状態よりも大きい第2の電力状態で前記ロジック部の構成を変える処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記インタフェース部は、PCIeであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記第2のデバイスは、FPGAであることを特徴とする請求項1または3のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第2のデバイスは、
前記設定手段による前記インタフェース部の設定が完了したことを前記第1のデバイスに通知する通知手段をさらに有し、
前記第1のデバイスは、前記通知手段による通知を受け付けた後に、前記第2のデバイスの識別情報の取得を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記検出手段は、前記第1のデバイスのブート処理が開始された後、前記インタフェース部から前記第2のデバイスの識別情報を取得することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記第1のデバイスは、前記通知手段による通知の後、前記ブート処理を開始することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 第1のデバイスと、
前記第1のデバイスと通信し、前記第1のデバイスからデータを受け取るインタフェース部と、前記第1のデバイスから前記インタフェース部を介して受け取るデータに基づいて回路の構成を変えるロジック部とを有する第2のデバイスと、
前記第2のデバイスに電力を供給する電源と、
を有する画像処理装置の制御方法であって、
前記第2のデバイスは、
前記電源から電源が供給された後に、前記第2のデバイスの識別情報を前記インタフェース部に設定する設定工程を有し、
前記第1のデバイスは、
前記設定工程における、前記第2のデバイスの識別情報の設定が完了した後、前記インタフェース部から前記第2のデバイスの識別情報を取得し、前記第2のデバイスを通信先として検出する検出工程と、
前記第2のデバイスのロジック部の構成を変えるための前記データを前記検出工程において検出された前記第2のデバイスに送信する送信工程と、を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 前記送信工程において送信された、前記データを受け取って前記第2のデバイスの前記ロジック部を再構成する再構成工程をさらに有し、
前記再構成工程は、前記設定工程よりも前記電源から供給される電力が大きい電力状態で実行されることを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置の制御方法。 - 前記インタフェース部は、PCIeであることを特徴とする請求項8または9に記載の画像処理装置の制御方法。
- 前記第2のデバイスは、FPGAであることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載の画像処理装置の制御方法。
- 請求項8乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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