JPS62138973A - パイプラインマルチ接続制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 パイプラインの構成要素の各モジュールに付設された制
御手段に、処理数とイニシャルスキップ数とインクパル
スキップ数とを設定し、この設定値に従い、システムタ
イミングに同期して、前記各モジュールが画像データを
取り込む又は出力するタイミングを選択し得るようにし
たことにより、１組の画像データバスを介して複数個の
モジュール間を接続するパイプラインマルチ接続を可能
とした、パイプラインマルチ接続方式。

〔産業上の利用分野〕

本発明はパイプライン制御方式に係り、特にデータバス
間に介装されたモジュール自身の制御により仔息のパイ
プラインを構成し得る、パイプライン制御システムにお
けるパイプラインマルチ接続制御方式に関する。

〔従来の技術］ 従来の画像処理装置等のデータ処理装置に用いられてい
るパイプライン接続方式では、パイプラインの構成が固
定されているため、多岐にわたる処理を行うには、処理
に対応したパイプラインをそれぞれ準備する必要があっ
た。

このように従来のパイプラインは柔軟性に欠ける難点が
あり、これを解消するため、任息にパイプラインを構成
し得るパイプライン制御方式が種々考案されている。

例えば、本発明者らは先に第８図に示すように、複数組
のリードハスｌ及びライトハス２間に多数の処理モジュ
ール（以下ＩＰＵと略記する）３やメモリ　（例えばフ
レームメモリ。以下ＩＭと略記する）４を介装しておき
、各モジュール３，４のそれぞれに設けられたバス選択
手段５により、それぞれのモジュール３．４を接続すべ
きリードバス１及びライトハス２を選択することにより
、任意にモジュールを組み合わせて、所望のパイプライ
ンを構成する方式を提唱した。

なお同図においてリードハスｌ及びライトバス２はいず
れも双方向性のデータバスであって、図示したようにリ
ードまたはライト専用として使用することも、或いはリ
ード、ライトの区別なく本来の双方向性バスとして使用
することも可能である。

この方式によれば例えば第９図に示すように、Ｉ　Ｍ＋
　、　　Ｉ　Ｐ　Ｕｌ　、　　Ｉ　Ｍ２とデータが順次
転送されるパイプラインにおいて、各モジュール間をそ
れぞれ異なるバスを介して接続する構成は、容易に実現
できる。

第１０図はかかるパイプラインのより実際的な例を示す
図であって、ＩＰＵ３，１Ｍ４．ＴＶカメラ６、ディス
プレー７等の各モジュール間を、それぞれ１本のリード
バス（Ｒ，、Ｒ２、Ｒ３及びＷ、、Ｗ、、など）を介し
て接続したものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来の方式では、第１１図（ａｌに示すような一
つの演算処理モジュールに対し、１本のリードハス１を
介して２つのメモリから交互にデータを転送するような
パイプラインを構成することは出来ない。かかる構成は
、例えば、動画処理を行う場合に、ある時間を隔てた２
個のフレーム間の差異を求める演算処理等で必要となる
ものである。

同様に同図（ｂ）に示すような、一つの演算処理モジュ
ール３の出力を、１本のライトハス２を介して複数個の
メモリ４に順次出力するようなパイプライン（以後第１
１図（ａｌ及び（１１）に示す構成を、パイプラインマ
ルチ接続と称する）を構成することも出来なかった。

本発明の目的は、上記パイプラインマルチ接続を可能と
するパイプライン制御方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の要部である各モジュールの構成を示す
図で、１１は画像処理プロセッサ（以下■ＰＵと略記す
る）や画像メモリ　（以下ＩＭと略記する）等のパイプ
ラインを構成するためのモジュール、１２はそれぞれの
モジュールの所期の処理を行う部分で、従来のモジュー
ルに相当する。１３及びＩ４はデータバスで、一方がリ
ードバス、他方はライトバスである。以上の構成は従来
のモジュールと何ら変わるところはない。

２１〜３１は本発明を実施するために新たに設けられた
ものである。２１は制御手段で、設定部２２と入力及び
出力の制御部２３．２４とで構成できる。

設定部２２は処理数ｎ、イニシャルスキップ数ｔ。

インタバルスキンプ数■の設定部２９．３０．３１を有
する。

入力制御部２３は、データバス１３から送られて来る画
像データを、設定部２２の各設定値ｎ、ｔ、ｖに従って
選択的に取り込むための制御部で、例えば入力制御回路
２５とゲート２７とにより構成できる。

出力制御部２６は、処理部１２から画像データを設定部
２２の各設定値に従ってデータバス１４に出力せしめる
ための制御部であって、例えば出力制御回路２６とゲー
ト２８を用いて構成できる。

上記中、処理数ｎは、本発明に係るパイプラインが起動
された後、そのモジュールにおいて処理すべきフレーム
数であり、イニシャルスキップ数りは、そのパイプライ
ンのオペレーションのスタート後、そのモジュールが処
理を行わずにスキップするフレーム数である。またイン
タバルスキップ数■は、そのモジュールにおいて、１フ
レーム処理した後、処理せずにスキップするフレーム数
を言う。なお処理数ｎがＯの場合は、無限処理を行い、
アボート割り込みが発生するまで、処理が′４ｖＥ続さ
れる。

上記モジュールのＦｈ作を、第２図のタイミング図を用
いて説明する。

同図ｔａ＋はフレームイネーブル信号を示し、これはシ
ステムタイミングであって、常時出力されている。上記
ｎ、ｔ、ｖはこのフレームイネーブル信号を、各モジュ
ール自身に対して、選択的に有効なものとし、この有効
となったタイミングにおいてこのモジュールは、入力側
のバス上のデータを取込み、或いはバスに対してデータ
を出力する。

まず、ｎ、ｔ、ｖともに“Ｏ′の場合〔同図（ｂ）参照
〕は、前層処理で且つスキップしないのであるから、上
記フレームイネーブル信号は当該モジュールにとって、
総て有効となり、ゆえに当該モジュールはフレームイネ
ーブル信号に従って動作する。

次にｎ＝３．ｔ＝ｌ、ｖ＝Ｑの場合〔同図（Ｃ１参照〕
には、パイプラインのオペレーションがスターｉ−後、
最初のフレームをスキップし、その後は一切スキソプす
ることなく、３フレームだけ処理を行う。

また、ｎ＝３．ｔ＝Ｑ、Ｖ＝２の場合〔同図（ｄｌ参照
〕には、イニシャルスキップ数はＯであるので、オペレ
ーション開始後の最初のフレームからモジュールは動作
を開始し、その後は、２フレームずつスキップして、計
３フレームの処理を終了するまで動作する。

ｎ＝３．ｔ＝１．ｖ＝２の場合〔同図（ｆ）参照〕には
、最初のフレームをスキップし、以後２フレームずつス
キップして３フレームの処理を行う。

かかる選択動作は、設定部２２の各設定値に基づいて入
力または出力の制御部２３．２４がゲート２７または２
８を制御することにより実行される。

この制御動作は、モジュール１１の種類及びパイプライ
ンの構成により、入力側と出力側の何れか一方のみに対
して必要な場合と、双方に対して必要な場合がある。従
って、ｎ、ｔ、ｖの設定部２９〜３０は、入力側及び出
力側のそれぞれに対する設定値を格納し得るようにして
おくことが望ましいが、パイプラインの構成が限定され
るような場合には、いずれか一方のｎ、ｔ、ｖのみを設
定し得るようにすることも可能である。

〔作　用〕

本発明におては、上記第１図に示したモジュール１１を
、前記第８図に示したと同様に、複数組のリードバス及
びライトバス間に接続し、これらの中から選択されたバ
ス１３．１４に対するデータのやりとりのタイミングを
、設定部２２に設定されたｎ。

ｔ、ｖに従って選択することにより、１組のバス〔上記
選択されたバス１３．１４）を時分割して複数個のモジ
ュールで使用することが可能となり、従って、所望のマ
ルチ接続パイプラインが構成される。

〔実施例〕

以下本発明を、実施例を図面を参照しながら説明するこ
とにより、詳細に説明する。

第３図は、本発明の第１の実施例の構成を示す図で、ｌ
ｌａ、　１１ｂ＋　ｌｌｃは本発明に係るモジュールで
、これらのうちｌｌａ、ｌｌｂはメモリ・モジュール■
Ｍ１及びＩ　Ｍ２　、ｌｌｃは画像演算処理モジュール
ＩＰＵ１である。また１３は１組のリードハスで、これ
に前記２個のＩ　Ｍ　１　と１Ｍ２の出力側が共通に接
続され、更に、ＩＰＵ、の入力側が接続されている。

要するに本実施例では、同一のリードバス１３を介して
ＩＭ、及び１Ｍ２の出力をｒＰＵ、に入力せしめるよう
接続したものである。

かかる接続は各モジュール内部に具備されたバス選択手
段（図示せず）に所望値を設定することより、複数組の
リードバス１の中から使用するリードバス〔第８図参照
〕１３を選択することによりなされる。この結果、２個
のＩＭの出力が、同一のリードバス１３を介して１個の
ＩＰＵに入力されるパイプラインが構成される。

しかしこめままでは、ＩＭ、と１Ｍ２の出力が同時に１
個のＩＰＵＩ　に入力されてしまう。そこで本実施例は
、ＩＭ、と１Ｍ２に格納されたデータを、異なるタイミ
ングでＩＰＵ、に取込み、所定の画像演算を施す。かか
る処理は、例えば、動画処理における２つのフレーム間
の差異を求めるというような差分演算処理を行う場合に
必要となる。

本実施例各モジュールＩ　Ｍｌ　、　　Ｉ　Ｍ２　、　
、及びＩＰ［Ｊ＋　、ＩＰＵ２　、、に、本発明におい
て新たに設けた制御手段２１をして、処理フレーム数ｎ
。

イニシャルスキップ数ｔ、及びインタバルスキップ数Ｖ
を設定し、共通に使用するバス（第３図ではリードハス
１３）のハスタイミングに同期して、各モジュールが自
分自身の動作タイミングを選択し得るようにして、パイ
プラインマルチ接続を実現したものである。

本実施例では同図に見られるように、上述のくｎ、　　
ｔ、　　ｖ）を、１Ｍ１は（１，０，Ｏ）　、１Ｍ２は
（１，１，０）　、ＩＰＵＩは（２，０，０）に設定し
た例を説明する。

以下その動作を第４図のタイミング図を用いて説明する
。

同図（ａ）、　（ｂ）に示すフレームリセット信号及び
フレームイネーブル信号は、システムタイミングであっ
て常時出力されている。バス・ビジー信号〔同図（Ｃ１
参照〕は例えばパイプラインの先頭モジュールから出力
され、これによってそのパイプラインのオペレーション
がスタートする。そして上記フレームイネーブル信号（
ｂｌとバス・ビジー信号（Ｃ）が同時に゛旧ｇｈ’のと
き、リードバス１３は有効となる。

このタイミングで本実施例のパイプラインは動作を開始
するが、ＩＭ、及びＩＰＵ、はイニシャルスキップ数ｔ
がＯであるから、ＩＭ、はデータをリードバス１３上に
出力〔同図Ｔｄ）のｄａｔａｌ　）　Ｌ、、これをＩＰ
Ｕ、は取り込む〔同図（［１のｄａｔａｌ　）。

そしてＩＭ、の処理数ｎは１であるから、この最初のタ
イミングにおいてデータを出力することになり、その動
作は終了となる。

１Ｍ２はイニシャルスキップ数ｔが１であるので、最初
のタイミングでは動作しないが、次のタイミングでは動
作し、データ〔同図（ｅｌのｄａｔａ２　）をリードバ
ス１３に出力する。ＴＰＵ、はインタバルスキップ数Ｖ
がＯであるから、最初のタイミングに引き続き連続して
動作する。即ち、１Ｍ２がリードバス１３に出力したデ
ータを取り込む〔同図ｆｆｌのｄａｔａ２　）。

１Ｍ２及びＩＰＵ、の処理数ｎはそれぞれ１及び２であ
るので、これのタイミングの動作により両者ともその動
作は完了となる。

このように本実施例では、各モジュールが自分自身の動
作タイミングを制御することにより、バスを時分割して
使用し得る。従って、ただ１組のリードバス１３を共通
に使用するのみで、ＩＭ、と１Ｍ２から異なるタイミン
グでそれぞれのデータをＩＰＵ、に転送することが可能
となり、パイプライン処理システムにおけるバスの構成
規模を、小さくて済むようにできる。

第５図は本発明の第２の実施例の構成を示す図で、Ｉ　
Ｐ　Ｕ’、　　ｌｉｄの処理結果データ３フレーム分を
、ライトバス１４を介して３（固のｒＭ１１ｅ〜ｌ１ｇ
に１フレ一ム分ずつ順に転送するパイプラインの例であ
る。

本実施例では上記（ｎ、ｔ、ｖ）を、［ＰＵ。

は（３，０，０）　、ＩＭ＋　、１Ｍ２．１Ｍ３はそれ
ぞれ（１，０，０）、（１，１，０）、（１゜２．０）
に設定する。叩ちＩＰＵ、はパイプライン起動後、３フ
レームにわたって連続的に動作するのに対し、ＩＭ、は
最初のフレーム、１Ｍ２は２番目のフレーム、ＩＭ、は
３番目のフレームにおいてのみ動作する。

第６図はこの第２の実施例の動作タイミングを示す図で
あって、パイプライン起動後ＩＰＵ、はライトバス１４
に３フレームにわたって処理結果データを出力する〔同
図（ｄｌのｄａｔａｌ、ｄａｔａ２．ｄａｔａ３参照〕
。このデータはライトバス１４から最初のタイミングで
はＩＭ、に、次のタイミングでは１Ｍ２に、次いで最後
のタイミングでは１Ｍ３に書き込まれる。

本実施例においても、ライトバス１４を時分割で使用す
ることにより、ただ１組のバスに複数個のモジュールを
接続し、それぞれを任意のタイミングで動作させること
が可能となり、従って所望のｅｌ作を行うパイプライン
マルチ接続が実現できる。

上記第１及び第２の実施例において、各モジュールのｎ
を１に変えて２またはそれ以上の数とすると、その数に
達するまでそのモジュールは動作を繰り返すこととなる
。即ち第１の実施例において、ｎを、ＩＰＵ、は６、ｔ
Ｍｌ、１Ｍ２はいずれも３とし、ＩＭ、のインタバルス
キップ数ｔを１とすると、ＩＭ、、１Ｍ２は１フレーム
おきに出力し、ＩＰＵ、は連続してリードバス１３から
データを取り込み、第４図（ｄｌ、　（ｅ）、　（ｆ）
に示す２つのサイクルを３回繰り返した後停止する。

また上側においてｎを０とすると、第４図（ｄ）。

（ｅｌ、　（ｆｌに示す２つのサイクルを無限に繰り返
し、アボート割り込みが発生するまで処理が継続するこ
ととなる。

本発明は更に種々変形して実施し得るものであって、第
７図［ａ）〜（１１４１に他の実施例を示す。

第７図（ａｌは第３の実施例の構成を示す図で、２つの
ＩＰＵをライトバス１４を介して１個のＩＭに接続した
例である。本例では（ｎ、ｔ、ｖ）を、ＩＰＵＩでは（
１，０，０）に、ＩＰＵ２では（１，１，０，）に、ま
たＩＭ、では（２，０，０）に設定する。これにより、
同ｇ　ｔｂ＞に見られるように、最初のタイミングでＩ
ＰＵ、から、次のタイミングでＩＰＵ２からデータが出
力され、いずれもｒＭ、に書き込まれる。

同図（Ｃ）は第４の実施例を示す図で、１個のＩＭの出
力を、３（ｆｌｉｔのＩＰＵにリードバス１３を介して
振り分ける例である。この場合（ｎ、ｔ、ｖ）の値は、
ｒＭ、は（３，０，０）に、ＩＰＵ、は（１、Ｏ，Ｏ）
に、ＩＰＵ２は（１，１，０）に、ＩＰＵ３は（１，１
，Ｏ）に設定する。同図（ｄｌは本例のタイミング図で
、ＩＭ、からは３サイクルにわたってデータがリードバ
ス１３に出力され、これを最初のサイクルではＩＰＵ、
が、次のサイクルではＩＰＵ２が、最後のタイミングで
Ｉ’ＰＵ３が読み込む。

上記第３及び第４の実施例において、ｎ、ｖを他の値に
設定すれば、前述の第１及び第２の実施例で説明したの
と同様に、第７図（ｂ）、　（ｄｌに示した動作を周期
的に繰り返すこととなる。

本発明はｎ、ｔ、ｖの値を種々選択することにより、上
記第１〜第４の実施例以外にも様々なパイプラインマル
チ接続を構成することができることは、容易に理解でき
よう。また上記説明では２段のパイプラインのみを示し
たが、本発明を用いて３段あるいはそれ以上の段数を有
するパイプラインを構成することも、勿論可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、１組のバスに複数
個のモジュールを接続し、上記バスを時分割で使用する
パイプラインマルチ接続が可能となり、少ないバス構成
で複雑なパイプライン処理を行うことができる。しかも
その制御はモジュール自身が行うので、両者あいまって
ハードウェアの構成を大規模化することなく、複雑なパ
イプラインを構成し得ることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す説明図、 第２図は本発明に係るモジュールの動作を説明するため
のタイミング図、 第３図は本発明節１の実施例の構成説明図、第４図は上
記第１の実施例の動作を示すタイミング図、 第５図は本発明節２の実施例の構成説明図、第６図は上
記第２の実施例の動作を示すタイミング図、 第７図（ａ）、　（ｂｌは本発明節３の実施例の構成説
明図及びその動作を示すタイミング図、 同図ｆｃ）、　（ｄ）は本発明節４の実施例の構成説明
図及びその動作を示すタイミング図、 第８図は従来のパイプライン制御方式の説明図、第９図
及び第１０図は従来の方式によるパイプライン構成例を
示す図、 第１１図ｆａｎ、　ｆｂ）はパイプラインマルチ接続を
示す図である。 図において、１．　２．１３．１４はデータバスであり
、このうち１．１３はリードバス、２．１４はライトバ
ス、３はＩＰＵ、４はＩＭ、５はバス選択手段、１１は
モジュール、２１は制ｆｆｆｌ１手段、２２は設定部、
２３及び２４は入力側及び出力側の制御部、２９は処理
数設定部、３０はイニシャルスキップ数設定部、３１は
インタバルスキップ数設定部、ｎは処理フレーム数、ｔ
はイニシャルスキップ数、■はインクハ３０；　イ＝シ
慴しスキ、、７ｍ　’、今１≦Ｌ６ン定（ｐ３１：　　
イン７バ°ルスキッ７・設富更定〕ナンド名ドロ月田（
へ′設明（２） ＠１図 ロ　　　　ｐｕ’ｃ＋　　　　　Φ ＋＋＋＋、＋／ ホモθ月才［め紡例ｇｔ明図 ＠３図 ント・イでロバうヒｉ＝ｑ＊ｊ・づ列タイミ　巧・削節
　４　図 ＠　５　図 １Ｐ　Ｌ１２　　　　　　　　　　　ｄａｔａ２ＩＭ＋
　　　　　　　　ｄαｔｃＬ＋　　　ｄαｔｎ２才３及
Ｑ−ｆ４の尖プ会例詐帷Ｕ菌 ＄７５１１ 第　ａｍｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像データの転送を行う複数組のデータバス（１，２）
   と、該複数組のデータバス（１，２）間に接続され、画
   像演算と画像データの入出力を同時に行うことの出来る
   複数個のモジュール（１１）とを具え、前記モジュール
   （１１）が使用するデータバス（１，２）を選択するこ
   とにより所望のパイプラインが構成され、システムタイ
   ミングに同期して各モジュール（１１）が所定の処理を
   実行することによりパイプライン処理が行われる画像処
   理装置において、 前記各モジュール（１１）に処理数（ｎ）とイニシャル
   スキップ数（ｔ）とインタバルスキップ数（ｖ）とを制
   御する制御手段２１を付設し、前記複数個のモジュール
   （１１）のうちから選ばれた所望のモジュール（１１）
   間を選択された１組のリードバス（１）またはライトバ
   ス（２）を介して接続し、 前記選ばれた各モジュールの制御手段（２１）のそれぞ
   れに設定された処理数（ｎ）とイニシャルスキップ数（
   ｔ）とインタバルスキップ数（ｖ）に従って、該各モジ
   ュール（１１）の入出力タイミングを選択して、各モジ
   ュール（１１）が取り込む画像データ又は出力する画像
   データを選択し得るようにしたことにより、パイプライ
   ンマルチ接続を可能としたことを特徴とするパイプライ
   ンマルチ接続制御方式。