JPH08171626A - データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】画像処理のような大容量のデータ処理を高速並
列で処理する。 【構成】複数のデータ処理部がバス接続切替器、ローカ
ルメモリ、若しくはローカルバスの一つ又は複数に出力
可能であって、各バス接続切替器は、複数のメインバス
のいづれかに接続可能とされる。データ処理部１〜４に
４本の入力ポート及び３本の出力ポートを設け、１本の
出力ポートをローカルメモリに接続し、他の１本の出力
ポートはローカルバスを介して隣のデータ処理部の入力
ポートに接続する。これらデータ処理部１〜４、ローカ
ルメモリ１〜４及びメモリ１〜６をバス接続切換器１〜
５，メインバス１〜３及びローカルバスを介して接続す
る。この接続は、制御１０により任意に設定可能であ
り、複数ステップの接続パターンに順次切換可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば画像処理など
大容量のデータ処理を高速に、且つ、フレキシブルに処
理をするデータ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、画像処理などの大容量のデータ
を処理するデータ処理装置においては、同じ処理を数多
く繰り返すという特性から複数の処理部で同じ処理を分
割して並列に処理する並列処理方式や、連続する処理を
一塊（１画面）の処理が終了するまえに順次つぎの処理
部へ送って連続して処理するパイプライン処理方式など
の方式が採用されていた。

【０００３】しかし、これらの方法そのままでは、処理
の流れが固定的であり、確立したアルゴリズムに対して
専用に構成されたものは効果的であるが、処理のアルゴ
リズムを変更するとハードウェアの変更を要したり、そ
の構造上の長所を十分に生かせなくなる場合が発生す
る。

【０００４】また、特開昭６１−１５６３６３号には、
２個以上の複数個の処理ユニットと、この各処理ユニッ
ト間にデータ入出力をバスを介して接続された複数個の
バス切換器と、これらの動作を制御する制御部からなる
構成により大容量のデータを高速に且つ多機能多目的に
処理する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法は、
ある一塊のデータを処理する場合には、上記高速に且つ
多機能に処理することは可能であるが、複数のデータを
並行処理するためには不向きであった。

【０００６】たとえば画像処理などのように複数の画像
データを同時にあるいは組み合わせて処理する場合、例
えば、複数の画像データを図３のフローチャートに示す
アルゴリズムのように、複数の画像データが独立に処理
され、その処理結果の画像データを合流したり分岐した
りする手順で処理する場合、上記方式では、バスがぶつ
からないようにバスを多岐にわたって複雑に配線したり
バス切り換えを細かく行う必要があり、バスの配線を複
雑にした場合にはハードウェアが複雑・高価になり、バ
スの切り換えを細かく行う場合にはバス切換制御のオー
バーヘッドが大きくなり処理の高速性を実現できなくな
る欠点があった。

【０００７】この発明は、画像処理のような大容量のデ
ータを高速且つフレキシブルに処理することができるデ
ータ処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、複数のメモリと、複数のデータ処理部と、該複数
のメモリおよび複数のデータ処理部の各々に対応して設
けられた複数のバス接続切換器と、各データ処理部とそ
れに対応するバス接続切換器との間にそれぞれ設けられ
たローカルメモリと、各データ処理部を直接接続するロ
ーカルバスと、前記複数のバス接続切換器間に接続され
た複数のメインバスとを有するデータ処理装置であっ
て、各データ処理部は、出力データを対応するバス接続
切換器，ローカルメモリまたはローカルバスの１または
複数に出力可能であり、各バス接続切換器は、該バス接
続切換器に対応するメモリ，データ処理部またはローカ
ルメモリを前記複数のメインバスのうち任意のものに接
続可能であることを特徴とする。

【０００９】この出願の請求項２の発明は、前記複数の
データ処理部の出力データの出力パターンおよび前記複
数のバス接続切換器の接続パターンを複数パターンに切
換設定可能であることを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明のデータ処理装置は、複数のメモリ，
複数のデータ処理部の各々に対応して複数のバス接続切
換器を設け、該複数のバス接続切換器間を複数のメイン
バスで接続している。さらに、各データ処理部とそれに
対応するバス接続切換器間にローカルメモリを設けると
ともに、各データ処理部を直接接続するローカルバスを
設けている。これにより、データ処理部が処理した出力
データをバス接続切換器，ローカルメモリまたはローカ
ルバスの一つまたは複数に出力できるようにしている。
各バス接続切換器は対応するメモリまたはデータ処理部
を複数のバスのうち任意（１または複数）のバスに接続
可能である。この任意の接続により、各データ処理部は
任意の１または複数のデータを取り込んで処理すること
ができ、且つ、この処理を終えた出力データを対応する
バス接続切換器，ローカルバスまたはローカルメモリの
１または複数に出力することができ、これにより、任意
のメモリまたはデータ処理部にこの出力データを送信す
ることができる。このような各データ処理部のデータ送
受信パターン（接続パターン）を適当に設定することに
より、並列処理やパイプライン処理などのデータ処理ア
ルゴリズムを効率的に実現することができる。

【００１１】また、この発明では、上記接続パターンを
複数設けて、これらを切換設定する。これにより、複数
パターンのデータ処理を連続して実行することができ
る。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明の実施例であるデータ処理装
置の構成図である。このデータ処理装置では、１つのメ
モリブロック５および４つのデータ処理ブロック１〜４
をそれぞれ３本のメインバス１〜３で接続している。メ
モリブロック５は、６個のメモリ（メモリ１〜６）およ
びバス接続切換器５からなっている。バス接続切換器５
は、メモリ１〜６を選択的にメインバス１〜３に接続す
る。この接続の設定は制御部１０が行うが、データの流
れに不都合を生じない限り３本のデータバスのそれぞれ
に対してメモリ１〜６の任意のものを接続することがで
きる。すなわち、メインバス１〜３には各１つのメモリ
を書込用または読出用として接続することができる。

【００１３】データ処理ブロック１〜４は、それぞれデ
ータ処理部，ローカルメモリおよびバス接続切換器から
なっている。データ処理部は４本の入力ポート１〜４お
よび３本の出力ポートを備えており、このうち入力ポー
ト１〜３および出力ポート１はバス接続切換器に接続さ
れている。また、出力ポート２はローカルメモリＬＭの
書込側端子に接続されている。また、出力ポート３はロ
ーカルバスを介して隣りのデータ処理部の入力ポート４
に接続に接続されている。すなわち、データ処理部１→
データ処理部２、データ処理部２→データ処理部３、お
よび、データ処理部３→データ処理部４がローカルバス
で接続されている。また、ローカルメモリＬＭの読出側
端子はバス接続切換器に接続されている。バス接続切換
器はこれら入力ポート１〜３，出力ポート１およびロー
カルメモリを選択的にメインバス１〜３のいずれかに接
続する。また、バス接続切換器は、ローカルメモリを自
己のデータ処理部の入力ポートに接続することもでき
る。

【００１４】ここで、メインバス１〜３は、バス接続切
換器５−バス接続切換器１、バス接続切換器１−バス接
続切換器２、バス接続切換器２−バス接続切換器３、バ
ス接続切換器３−バス接続切換器４間にそれぞれ分割し
て設けられている。それぞれ、メインバス１−１〜１−
４、メインバス２−１〜２−４、メインバス３−１〜３
−４とする。バス接続切換器が行う入力ポート，出力ポ
ート，ローカルメモリおよびメインバスの切換接続の設
定は制御部１０が行うが、データの流れに不都合を生じ
ない限り、すなわち、一連に接続されたメインバス上に
２以上の出力ポートが接続されるなどの不都合が生じな
い限り、３本の入力ポート，１本の出力ポートおよびロ
ーカルメモリをそれぞれ任意のメインバスに接続するこ
とができる。

【００１５】このような構成で、バス接続切換装置を適
当に接続することにより、このデータ処理装置に様々な
処理プロセスを実行させることができる。典型的な接続
形態を図２に示す。同図（Ａ）は、並列処理時の接続形
態を示している。バス接続切換器５からバス接続切換器
４までメインバス１（メインバス１−１，１−２，１−
３，１−４）を接続し、データ処理部１〜４に同一のデ
ータを入力している。処理済のデータは全て各データ処
理ブロックのローカルメモリに書き込んでいる。これに
より、同一のデータに対して異なる処理を並行して実行
することができる。

【００１６】また同図（Ｂ）は、１つの画像データに対
して各データ処理部１〜４で順次処理を行うパイプライ
ン処理の接続形態を示している。メモリブロックからデ
ータ処理部１にデータが入力されると、各データ処理部
はローカルバスを使用して処理済のデータを次のデータ
処理部に出力する。これにより、１つのデータに対して
複数の処理を連続して実行する場合に、メインバスを殆
ど使用する必要がなく、他のデータの転送にメインバス
を用いることができる。この図においては、４つの処理
が実行された処理済データはデータ処理ブロック４のロ
ーカルメモリに格納されるが、このデータをメモリブロ
ックに転送するようにしてもよい。

【００１７】この実施例のデータ処理装置は、例えば、
製品の外観を撮影した画像データを取り込んで、その製
品の良／不良を判定するための画像処理装置に適用され
る。このような装置で実行される画像処理プロセスの例
を図３に示す。この画像処理プロセスは、４種類の画像
データ（画像１，画像２，画像３，画像４）を取り込
み、これらのデータに対して１２の処理（処理１〜処理
１２）を実行して出力用画像データ（画像５）を得るプ
ロセスである。この処理プロセスでは、画像１に対して
処理１，処理２を連続して実行し、画像２に対して処理
３を実行し、これらの画像データを合成して処理６，処
理９，処理１０を連続して実行するとともに、処理３を
経た画像データに対して処理７，処理１１を連続して実
行する。一方、画像３に対して処理４を実行し、画像４
に対して処理５を実行これらの画像データを合成して処
理８を実行する。さらに、処理４を経た画像データ，処
理８を経た画像データ，処理１０を経た画像データおよ
び処理１１を経た画像データを合成して処理１２を実行
し、この処理１２を経た画像データが出力用画像データ
（画像５）となる。このようにこの処理プロセスには、
同一の画像データに対して連続して複数の処理を実行す
るプロセスや、複数の画像データを合成して処理を実行
するプロセスなどがある。処理の具体例としては、例え
ば２値化処理や輪郭抽出処理などがある。

【００１８】なお、画像処理の場合メモリ１〜６および
ローカルメモリ１〜４は少なくとも１フレーム分の画像
データを記憶する容量を備え、各データ処理部は入力さ
れた画像データをバッファリングする記憶部を備えたも
のとする。

【００１９】図４は、図３のデータ処理プロセスを同デ
ータ処理装置で実行する場合のバス接続例を示す図であ
る。この例では図３の画像処理プロセスを３ステップで
実行している。同図（Ａ）が第１ステップを示し、同図
（Ｂ）が第２ステップを示し、同図（Ｃ）が第３ステッ
プを示す。

【００２０】同図（Ａ）に示す処理プロセスでは以下の
処理を実行する。まずメモリ１から画像１を読み出して
メインバス１（メインバス1-1 →バス接続切換器１→メ
インバス1-2 →バス接続切換器２））を介してデータ処
理部２に入力する。データ処理部１では処理１を実行す
る。処理１を実行ののち、この処理済データをローカル
バス２を介してデータ処理部３に入力する。データ処理
部３では処理２を実行する。処理２を実行ののち、この
処理済データをローカルバス３を介してデータ処理部４
に入力する。一方、メインバス２を介してメモリ２から
画像２を読み出し、データ処理部１に入力する。データ
処理部１では処理３を実行する。処理３を実行ののち、
この処理済データ（画像ａ）を自己のローカルメモリ１
に書き込むとともに、メインバス２を介してこのデータ
をデータ処理部４に入力する。さらに、データ処理部４
では処理６を実行する。この処理済データ（画像ｂ）を
メインバス３（バス接続切換器４→メインバス3-4 →バ
ス接続切換器３→メインバス3-3 →バス接続切換器２→
メインバス3-2 →バス接続切換器１→メインバス3-1 →
バス接続切換器５）を介してメモリブロックに転送しメ
モリ５に書き込む。

【００２１】ステップ１では各データ処理ブロックが以
上の動作を並行して処理する。ステップ１終了ののち、
制御部１０はメインバスの接続を切り換え、同図（Ｂ）
に示すステップ２の接続にする。

【００２２】同図（Ｂ）に示す第２ステップでは以下の
処理プロセスを実行する。まず、ローカルメモリ１から
画像ｂを読み出し、バス接続切換器１を介してデータ処
理部１に入力する。すなわち、データ処理ブロック１内
で画像ａの読み出しおよび入力を行う。このデータ処理
部１では処理７を実行する。処理７実行ののち、この処
理済データをローカルバス１を介してデータ処理部２に
入力する。データ処理部２では処理１１を実行する。処
理１１実行ののち、この処理済データ（画像ｄ）をロー
カルメモリ２に書き込む。一方、メモリブロックにおい
てメモリ５から画像ｂを読み出し、メインバス１（バス
接続切換器５→メインバス1-1 →バス接続切換器１→メ
インバス1-2 →バス接続切換器２→メインバス1-3 →バ
ス接続切換器３）を介してデータ処理部３に入力する。
データ処理部３では処理９を実行する。処理９実行のの
ち、この処理済データをローカルバス３を介してデータ
処理部４に入力する。データ処理部４では処理１０を実
行する。処理１１を実行ののち、この処理済データ（画
像ｃ）をローカルメモリ４に書き込む。

【００２３】ステップ２では以上の動作を並行して処理
する。ステップ２終了ののち、制御部１０はメインバス
の接続を切り換え、装置を同図（Ｃ）に示すステップ３
の接続形態にセットする。

【００２４】同図（Ｃ）において、第３ステップでは以
下の処理プロセスを実行する。まず、メモリ３から画像
３を読み出し、メインバス１（バス接続切換器５→メイ
ンバス１−１→バス接続切換器１）を介してデータ処理
部１に入力する。データ処理部１では処理４を実行す
る。処理４実行ののち、この処理済データをメインバス
１（バス接続切換器１→メインバス1-2 →バス接続切換
器２→メインバス1-3 →バス接続切換器３→メインバス
1-4 →バス接続切換器４）を介してデータ処理部３およ
びデータ処理部４に入力する。また、メモリ４から画像
４を読み出してメインバス２を介してデータ処理部２に
入力する。データ処理部２では処理５を実行する。処理
５実行ののち、この処理済データをローカルバスを介し
てデータ処理部３に入力する。データ処理部３において
は、入力された２種類のデータに基づいて処理８を実行
する。処理８実行ののち、この処理済データをローカル
バス３を介してデータ処理部４に入力する。また、デー
タ処理ブロック２のローカルメモリ２に記憶されている
画像ｄはメインバス２（バス接続切換器２→メインバス
2-3 →バス接続切換器３→メインバス2-4 →バス接続切
換器４）を介してデータ処理部４に入力される。また、
データ処理ブロック４においては、ローカルメモリ４に
記憶されている画像ｃをバス接続切換器４を介して自己
のデータ処理部４に入力する。このようにデータ処理部
４に対してはデータ処理部１，データ処理部３，ローカ
ルメモリ２，ローカルメモリ４から４種類の画像データ
が入力される。データ処理部４は、これらのデータに基
づいて処理１２を実行する。この処理ののち、処理１２
の処理済データをメインバス３（バス接続切換器４→メ
インバス3-4 →バス接続切換器３→メインバス3-3 →バ
ス接続切換器２→メインバス3-2 →バス接続切換器１→
メインバス3-1 →バス接続切換器５）を介してメモリブ
ロックに転送し、画像５としてメモリ５に書き込む。ス
テップ３では以上の動作を並行して処理する。以上の３
ステップのプロセスにより図２の画像処理が実行され
る。

【００２５】上記実施例ではデータ処理ブロック数を
４、メモリ数を６、メインバス数を３としたが、これら
の個数はこれに限定されるものではない。また、ローカ
ルメモリは１個に限定されず複数設けてもよい。さら
に、ローカルバスは図１において右に隣接するデータ処
理部にデータを送るものを１つ設けたが、どのデータ処
理部からどのデータ処理部に対してローカルバスを接続
するかは任意である。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複数の
メモリと複数のデータ処理部を任意の形態に接続するこ
とができ、複雑なデータ処理を一連のデータの流れのな
かで処理することができ極めて高速なデータ処理が可能
となる。さらに、任意の形態に接続することができるた
め、どのようなデータ処理にも適用することができる。
この場合において、各データ処理部を直接接続するロー
カルバスを設けたことにより、データ転送のタイムラグ
が短縮されるととともに、メインバスの占有時間を短く
してデータ転送を容易にすることができる。

【００２７】また、この発明では、接続パターンを複数
パターンに切り換えることができるため、さらに複雑な
処理であっても、パターンを切り換えながら連続して処
理をすることができ、極めて効率的なデータ処理が可能
となる。さらに、ローカルメモリを備えたことにより、
接続パターンの設計の自由度を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例であるデータ処理装置の構成
を示す図

【図２】同データ処理装置のバス接続例を示す図

【図３】同データ処理装置で実行される画像処理プロセ
スの例を示す図

【図４】同画像処理プロセスの各処理ステップを示す図

【符号の説明】

１，２，３，４−データ処理ブロック ５−メモリブロック

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【手続補正書】

【提出日】平成７年５月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】同図（Ａ）に示す処理プロセスでは以下の
処理を実行する。まずメモリ１から画像１を読み出して
メインバス１（メインバス１−１→バス接続切換器１→
メインバス１−２→バス接続切換器２）を介してデータ
処理部２に入力する。データ処理部１では処理１を実行
する。処理１を実行ののち、この処理済データをローカ
ルバス２を介してデータ処理部３に入力する。データ処
理部３では処理２を実行する。処理２を実行ののち、こ
の処理済データをローカルバス３を介してデータ処理部
４に入力する。一方、メインバス２を介してメモリ２か
ら画像２を読み出し、データ処理部１に入力する。デー
タ処理部１では処理３を実行する。処理３を実行のの
ち、この処理済データ（画像ａ）を自己のローカルメモ
リ１に書き込むとともに、メインバス２を介してこのデ
ータをデータ処理部４に入力する。さらに、データ処理
部４では処理６を実行する。この処理済データ（画像
ｂ）をメインバス３（バス接続切換器４→メインバス３
−４→バス接続切換器３→メインバス３−３→バス接続
切換器２→メインバス３−２→バス接続切換器１→メイ
ンバス３−１→バス接続切換器５）を介してメモリブロ
ックに転送しメモリ５に書き込む。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】同図（Ｂ）に示す第２ステップでは以下の
処理プロセスを実行する。まず、ローカルメモリ１から
画像ａを読み出し、バス接続切換器１を介してデータ処
理部１に入力する。すなわち、データ処理ブロック１内
で画像ａの読み出しおよび入力を行う。このデータ処理
部１では処理７を実行する。処理７実行ののち、この処
理済データをローカルバス１を介してデータ処理部２に
入力する。データ処理部２では処理１１を実行する。処
理１１実行ののち、この処理済データ（画像ｄ）をロー
カルメモリ２に書き込む。一方、メモリブロックにおい
てメモリ５から画像ｂを読み出し、メインバス１（バス
接続切換器５→メインバス１−１→バス接続切換器１→
メインバス１−２→バス接続切換器２→メインバス１−
３→バス接続切換器３）を介してデータ処理部３に入力
する。データ処理部３では処理９を実行する。処理９実
行ののち、この処理済データをローカルバス３を介して
データ処理部４に入力する。データ処理部４では処理１
０を実行する。処理１０を実行ののち、この処理済デー
タ（画像ｃ）をローカルメモリ４に書き込む。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 浩司 大阪市西区江戸堀１丁目25番22号 株式会 社コムシステム内 (72)発明者 川久保 隆 大阪市西区江戸堀１丁目25番22号 株式会 社コムシステム内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のメモリと、複数のデータ処理部
   と、該複数のメモリおよび複数のデータ処理部の各々に
   対応して設けられた複数のバス接続切換器と、各データ
   処理部とそれに対応するバス接続切換器との間にそれぞ
   れ設けられたローカルメモリと、各データ処理部を直接
   接続するローカルバスと、前記複数のバス接続切換器間
   に接続された複数のメインバスとを有するデータ処理装
   置であって、 各データ処理部は、出力データを対応するバス接続切換
   器，ローカルメモリまたはローカルバスの１または複数
   に出力可能であり、各バス接続切換器は、該バス接続切
   換器に対応するメモリ，データ処理部またはローカルメ
   モリを前記複数のメインバスのうち任意のものに接続可
   能であるデータ処理装置。
2. 【請求項２】 前記複数のデータ処理部の出力データの
   出力パターンおよび前記複数のバス接続切換器の接続パ
   ターンを複数パターンに切換設定可能であるデータ処理
   装置。