WO2006001245A1

WO2006001245A1 - 低バンド幅で局所集中アクセスを保証する調停装置、調停方法、及び調停装置を含む動画処理装置

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Publication number: WO2006001245A1
Application number: PCT/JP2005/011253
Authority: WO
Inventors: Tetsuji Mochida; Tokuzo Kiyohara; Takashi Yamada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-01-05
Also published as: JPWO2006001245A1; CN1977248A; JP4910022B2; US20100005209A1; US7725633B2; CN100428191C; JP4436367B2; US7779190B2; US20080215782A1; JP2009271944A

Abstract

　共有メモリに対するアクセスを所定のバンド幅で各マスタ装置に行わせるよう、マスタ装置間の調停を行う調停装置であって、特定のマスタ装置が、予め割り当てられているバンド幅以上のアクセスを要求してきた場合、設計者が任意に設定した第１期間においてその要求を許可する。第１期間が終了すれば、その後の第２期間において、当該特定のマスタ装置からのアクセス要求をマスクする。

Description

明細書

低バンド幅で局所集中アクセスを保証する調停装置、調停方法、及び調停装置を含む動画処理装置

技術分野

[0001] 本発明は、バンド幅割り当て技術の技術分野に属する発明である。

背景技術

[0002] バンド幅割り当て技術とは、複数のマスタ装置が共通のメモリリソースを利用している場合に、これら複数のマスタ装置に対し、あるバンド幅でのメモリアクセスを保証する技術である。力かるバンド幅割り当ては、調停装置による調停制御により実現することができる。以下、従来の調停装置によるバンド幅割り当てについて説明する。従来のバンド幅割り当てでは、複数マスタ装置間の調停を図る調停装置に、バンド幅制御のためのカウンタを設けることで、バンド幅制御を実現している。このカウンタは、複数マスタ装置のそれぞれに対応して設けられて、て、あるマスタ装置によるメモリァクセスが許可されれば、そのマスタ装置についてのカウント値をインクリメントする。この力ゥンタには、上限値と、サイクル数という 2つのパラメータが設けられており、カウンタのカウント値が、この上限値を下回っている限り、マスタ装置からのアクセス要求は許可される。逆に、カウント値が上限値を上回れば、マスタ装置力のアクセス要求は許可されない。一方、サイクル数は、カウンタのカウント値を自動的にデクリメントしてゆく期間を規定するものである。カウンタのカウント値が上限値に達した後、サイクル数に示される期間が経過するまで、カウンタのカウント値は、上限値を維持したままになるので、マスタ装置のアクセス要求は許可されない。サイクル数が経過して、カウンタの力ゥント値が上限値未満になれば、再びマスタ装置によるアクセス要求は許可されることになる。ここでメモリの動作周波数力 Sl Hz]である場合、以下の式を満たすよう、上限値 U、カウント値 Cを設定すれば、予め規定したバンド幅で、マスタ装置を動作させることができる。

[0003]

マスタ装置に割り当てるバンド幅 =動作周波数 f Xカウンタ上限値 U Iサイクル数 C なお、先行技術としては特許文献 1、特許文献 2に記載されたものがある。特許文献 1：特開 2004— 5589号公報

特許文献 2：特開 2002— 304368号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] ところで調停の対象となる複数のマスタ装置は、必要とするバンド幅が互いに異なることが多々ある。カゝかるマスタ装置の典型的なものに、局所集中アクセスマスタ、固定レートアクセスマスタがある。

局所集中アクセスマスタとは、通常バンド幅を必要としないが、ある一定の期間において局所的にバンド幅を必要とするマスタ装置である。かかるマスタ装置には、 CPU のキャッシュに、データをまとめて読み込むような、キャッシュコントローラが該当する。

[0005] 図 11 (a)は、局所集中アクセスマスタが要求するバンド幅の時間的変遷を示す図である。横軸は時間軸であり、縦軸は、マスタ装置が必要とするバンド幅を示す。本図に示すように、局所集中アクセスマスタが必要とするバンド幅は、時間軸上のある短い期間において集中的に発生する力その他の期間では、全く発生していない。つまり時間軸上の狭い範囲において、高いバンド幅を要求するのが局所集中ァクセスマスタの特色である。

[0006] 固定レートアクセスマスタとは、ある高さのバンド幅を定常的に要求するマスタ装置である。力かる固定レートアクセスマスタには、 AV信号のデコードを行うデコーダに、データを供給するような DMAコントローラがある。ここで AV信号は、表示期間と、帰線期間との組みの繰り返しからなる。固定レートアクセスマスタは、この表示期間においてメモリアクセスを要求し、帰線期間においてメモリアクセスを要求しない。このこと力ら固定レートアクセスマスタは、表示期間の合間にあたる帰線期間を除き、定常的に、ある一定のバンド幅を必要とする。図 11 (b)は、固定レートアクセスマスタが必要とするバンド幅の時間的変移を示す図である。本図に示すように、固定レートアクセスマスタが要求するバンド幅は、一定の高さを有している力帰線期間にあたる箇所において、低くなつている。つまり、表示期間にあたる長い"高"→帰線期間にあたる短 V、"低"→表示期間にあたる長、"高"→帰線期間にあたる短、"低"を繰り返して、ることがわ力ゝる。

[0007] 固定レートアクセスマスタはほぼ定常的に、ある高さのバンド幅を必要とする力局所集中アクセスマスタは、ある局所的な期間において、高いバンド幅を要求するので、固定レートアクセスマスタ、局所集中アクセスマスタを同じシステムに実装しようとすると、図 11 (c)に示すように、固定レートアクセスマスタが必要とするバンド幅と、局所集中アクセスマスタが必要とするバンド幅とを足し合わせた高さのバンド幅をシステム全体で保証せねばならない。図 11 (c)のような合計値のバンド幅力システム全体に要求されれば、動作周波数を高くするか、ビットレートを高くせざるをえず、ハードゥエアコストを高くせざるをえな、と、う結果を招く。

[0008] 本発明の目的は、システム全体の動作周波数を高くすることなぐ局所集中ァクセスマスタ及び固定レートアクセスマスタが必要とするバンド幅を、保証することができる調停装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するために、本発明は、共有メモリに対するアクセスを所定のバンド幅で各マスタ装置に行わせるよう、マスタ装置間の調停を行う調停装置であって、特定のマスタ装置が、予め割り当てられているバンド幅以上のアクセスを要求してきた場合、設計者が任意に設定した第 1期間においてその要求を許可し、第 1期間が終了すれば、その後の第 2期間において、当該特定のマスタ装置力のアクセス要求をマスクすることを特徴とする調停装置である。

発明の効果

[0010] 本発明は、上記の構成を備えることにより、局所集中アクセスマスタが特定のマスタ装置として、メモリアクセスを要求してきた場合、第 1期間において、その要求を認める。こうすることにより、局所集中マスタが必要とするバンド幅は保証される。局所集中アクセスマスタに対してメモリアクセスが許可されれば、固定レートアクセスマスタは第

1期間においてアクセスを行うことができず、処理に遅れが生じる。その代わりに第 1 期間に続く第 2期間にお、て、局所集中アクセスマスタ力ものアクセス要求をマスクする。第 2期間において、固定レートアクセスマスタはアクセスを独占することができるので、帰線期間に処理を行う等して、処理の遅れを挽回することができる。こうすることで、固定レートアクセスマスタは、局所集中アクセスマスタに、アクセス権を譲ることで生じた遅れを挽回することができる。割り当てられたバンド幅以上のアクセスを認める反面、局所集中アクセスマスタによるアクセスをマスクするので、トータルとしてのァクセス頻度は、固定レートアクセスマスタと、局所集中アクセスマスタとで変わらない。トータルで必要なバンド幅を、ある一定値以下にすることができるので、本発明は、固定レートアクセスマスタ、局所集中アクセスマスタを同一システム内で、うまく共存させることがでさる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]は、本発明の第一実施形態におけるアクセス調停部の機能ブロック図である。

[図 2]は、リクエスト制限部 15のブロック図である。

[図 3]は、統括リクエスト制限部 17のブロック図である。

[図 4]は、アクセス権制御部 34及び借入パラメータ保持部 33の詳細図である。

[図 5]は、状態遷移を示す図である。

[図 6]は、局所集中アクセスマスタ 13のアクセス許可信号を発行したときのカウンタ制御について示すフローチャートである。

[図 7]は、固定レートアクセスマスタ 14のアクセス許可信号を発行したときのカウンタ制御について示すフローチャートである。

[図 8]は、局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数に示される期間を経過したときの力ゥンタ制御について示すフローチャートである。

[図 9]は、固定レートアクセスマスタ 14のサイクル数に示される期間を経過したときのカウンタ制御について示すフローチャートである。

[図 10]は、マスタ Cカウンタ及びマスタ Dカウンタの変化を時系列に表した図である。

[図 11]は、従来のシステムに必要な総バンド幅の算出説明図である。

符号の説明

[0012] 11 マスタ

12 マスタ 13 局所集中アクセスマスタ

14 固定レートアクセスマスタ

15 リクエスト制限部

16 リクエスト制限部

17 統括リクエスト制限部

18 調停部

21 パラメータ保持部

22 アクセス頻度管理部

23 リクエストマスク部

31 パラメータ保持部

32 リクエストマスク部

33 借入パラメータ保持部

34 アクセス権制御部

35 パラメータ保持部

36 リクエストマスク部

41 局所集中サクセスマスタ用アクセスカウンタ

42 局所集中サクセスマスタ用サイクルカウンタ

43 固定レートアクセスマスタ用アクセスカウンタ

44 固定レートアクセスマスタ用サイクルカウンタ

45 状態カウンタ

46 周期カウンタ

47 履歴キュー

発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

(第一実施形態）

<構成>

図 1は、本発明の第一実施形態におけるアクセス調停部の機能ブロック図である。ここで、マスタ 11、マスタ 12、局所集中アクセスマスタ 13、及び固定レートアクセスマスタ 14は、それぞれ共有メモリに対するアクセスを行う制御ユニットである。

[0014] 局所集中アクセスマスタ 13は、例えば CPUのように、アクセスが局所的に集中して行われる場合もあれば、一定期間全く行われない場合もある制御ユニットである。一般にアクセス発生頻度が予測不可能、もしくは困難であるため、リクエストの先行発行やパイプライン実行の実装が困難である。

固定レートアクセスマスタ 14は、アクセス保証期間内に一定のアクセスを保証する必要がある制御ユニットである。ここで、アクセス保証期間とは、例えばビデオのェンコード ·デコード処理における 1マクロブロック処理期間、 1マクロブロックスライス処理期間、 1フレーム処理期間、オーディオのエンコード 'デコード処理における 1フレーム処理期間、ビデオ出力における 1フィールド表示期間、 1ライン表示期間、等の特定の処理周期となり得る期間を指す。

[0015] 図 1に示すように、マスタ 11は、リクエスト制限部 15を経由して、調停部 18と接続される。マスタ 11は、必要に応じて、アクセス要求信号をリクエスト制限部 15に発行する。

同様にマスタ 12は、リクエスト制限部 16を経由して、調停部 18と接続される。マスタ 12は、必要に応じて、アクセス要求信号をリクエスト制限部 16に発行する。

[0016] 局所集中アクセスマスタ 13及び固定レートアクセスマスタ 14は、統括リクエスト制限部 17を経由して、調停部 18と接続される。局所集中アクセスマスタ 13及び固定レートアクセスマスタ 14は、必要に応じて、アクセス要求信号を統括リクエスト制限部 17に発行する。

リクエスト制限部 15、リクエスト制限部 16、及び統括リクエスト制限部 17は、過去のアクセス履歴と、予め設定された許容アクセス頻度を元に、受け取ったアクセス要求信号をそのまま出力するか、マスクして出力するかの判断を行う。そして、判断結果に応じて調停部 18にアクセス要求信号、又はマスク処理後のアクセス要求信号を出力する。

[0017] 調停部 18は、リクエスト制限部 15、リクエスト制限部 16、及び統括リクエスト制限部 17から発行されたアクセス要求信号、又はマスク処理後のアクセス要求信号に対し、予め決められた固定優先順位に従って調停を行う。そして、マスタ 11、マスタ 12、局所集中アクセスマスタ 13、固定レートアクセスマスタ 14、リクエスト制限部 15、リクエスト制限部 16、及び統括リクエスト制限部 17に、それぞれアクセス許可信号を発行すると同時に、共有メモリに対してアクセス要求信号を発行する。

[0018] 続いて、リクエスト制限部 15の詳細を説明する。リクエスト制限部 15の詳細なブロック図を図 2に示す。リクエスト制限部 16は、リクエスト制限部 15と同様の構成であるため、ここではリクエスト制限部 15につ、てのみ説明する。

リクエスト制限部 15は、パラメータ保持部 21と、アクセス頻度管理部 22と、リクエストマスク部 23とを含む。

[0019] パラメータ保持部 21は、マスタ 11の許容アクセス頻度を示す制御パラメータ信号を受け取り、保持する。制御パラメータは、外部力ユーザによって設定される。

ここで、許容アクセス頻度を示す制御パラメータは、マスタ 11のサイクル数と、サイクル数に示される期間内に保証すべきアクセスサイズ情報、もしくはアクセス回数の情報とを含む。

[0020] アクセス頻度管理部 22は、パラメータ保持部 21からの制御パラメータ信号と、マスタ 11からの転送サイズ情報或いはアクセス回数、及び調停部 18からのアクセス許可信号を受け取る。マスタ 11のアクセスが許容アクセス頻度以上の場合には、リクエストマスク部 23にマスク信号を発行する。

また、アクセス頻度管理部 22は、アクセス頻度の管理を、アクセス回数で管理しても、アクセスサイズで管理してもよい。アクセス回数で管理する場合は、例えば、マスタ 1 1からのアクセス回数カ^の場合には、調停部 18からのアクセス許可信号を受け取つた際に、アクセスカウンタを 1つインクリメントする。そして、マスタ 11のサイクル数に示される期間の経過毎に、アクセスカウンタを、サイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数分、デクリメントする制御により、アクセス頻度の管理を実現できる。一方、アクセスサイズで管理する場合は、調停部 18からのアクセス許可信号を受け取った際に、アクセスサイズカウンタを、マスタ 11からの転送サイズ情報が示すサイズ分、インクリメントする。そして、マスタ 11のサイクル数に示される期間の経過毎に、ァクセスサイズカウンタを、サイクル数に示される期間内に保証すべきアクセスサイズ情報が示すサイズ分、デクリメントする制御により、アクセス頻度の管理を実現できる。 [0021] リクエストマスク部 23は、マスタ 11からのアクセス要求信号を受け取る。また、マスタ 11のアクセスが許容アクセス頻度以上の場合に発行されるマスク信号を受け取る。ァクセス頻度管理部 22からのマスク信号がある場合には、マスタ 11からのアクセス要求信号をマスクした、マスク処理後のアクセス要求信号を調停部 18に発行する。マスク信号がない場合には、マスクせずにアクセス要求信号を調停部 18に発行する。

[0022] 続いて、統括リクエスト制限部 17の詳細を説明する。統括リクエスト制限部 17の詳細ブロック図を図 3に示す。統括リクエスト制限部 17の構成は、リクエスト制限部 15と構成的に類似しているため、異なる点のみ以下に説明する。

統括リクエスト制限部 17は、 1つの局所集中アクセスマスタ 13と、 1つの固定レートアクセスマスタ 14に接続され、それぞれからアクセス要求信号と、転送サイズ情報もしくはアクセス回数とを受け取る。統括リクエスト制限部 17は、借入パラメータ保持部 33と、アクセス権制御部 34とを含む。

[0023] 借入パラメータ保持部 33は、マスタ間のアクセス権の貸し借りを行うための借入パラメータ信号を受け取り、保持する。借入パラメータは、外部からユーザによって設定される。

ここで、マスタ間のアクセス権の貸し借りを行うための借入パラメータ信号は、ァクセス権の借入を行うことができる最大期間情報 (レベル 1の期間情報)と、一度借入を行つてから再び借入可能になるまでの周期時間情報（レベル 1の開始からレベル 3の終了までの期間）と、アクセス権の借入ができる最大借入回数とを含む。なお、最大借入回数でなぐ最大借入サイズでも良い。

[0024] アクセス権制御部 34は、局所集中アクセスマスタ 13からのアクセス要求があると、借入パラメータ保持部 33から出力される借入パラメータ信号と、パラメータ保持部 31 力もの制御パラメータ信号と、局所集中アクセスマスタ 13からの転送サイズ情報もしくはアクセス回数とを受け取る。同様に、固定レートアクセスマスタ 14からのアクセス要求があると、借入パラメータ保持部 33から出力される借入パラメータ信号と、パラメ一タ保持部 35からの制御パラメータ信号と、固定レートアクセスマスタ 14力もの転送サィズ情報もしくはアクセス回数とを受け取る。そして、それぞれのマスタ力ゝらのアクセス要求信号を受け取るリクエストマスク部 32及びリクエストマスク部 36へ、それぞれマスク信号を出力する。また、調停部 18からのアクセス許可信号を受け取る。

[0025] このように、リクエストマスク部 32及びリクエストマスク部 36が、それぞれのマスタからのアクセス要求信号をマスクするマスク信号を、アクセス権制御部 34から受け取る点力 Sリクエスト制限部ェ 5と異なる。

続、て、借入パラメータ保持部 33及びアクセス権制御部 34の詳細な構成にっ、て図 4を用いて説明する。

[0026] 借入パラメータ保持部 33は、アクセス権の借入を行うことができる最大期間情報と、一度借入を行って力再び借入可能になるまでの周期時間情報と、アクセス権の借入ができる最大借入回数とを保持する。

アクセス権制御部 34は、局所集中アクセスマスタ 13用のアクセスカウンタ 41及びサイタルカウンタ 42と、固定レートアクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43及びサイクルカウンタ 44と、状態カウンタ 45と、周期カウンタ 46と、履歴キュー 47と、制御部 48 とを含む。

[0027] 局所集中アクセスマスタ 13用のアクセスカウンタ 41は、局所集中アクセスマスタ 13 のコマンド受付時にインクリメントされ、局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数に示される期間を経過すると、サイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数分だけデクリメントされる。

固定レートアクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43は、固定レートアクセスマスタ 1 4のコマンド受付時にインクリメントされ、固定レートアクセスマスタ 14のサイクル数に示される期間を経過すると、サイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数分だけデクリメントされる。また、局所集中アクセスマスタ 13が固定レートアクセスマスタ 14のアクセス権を借入した場合にもインクリメントされ、借入があった場合には、局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数に示される期間を経過するとデクリメントされる

[0028] 局所集中アクセスマスタ 13用のサイクルカウンタ 42は、インクリメンターであり、パラメータ保持部 31に保持されてヽる局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数を計るカウンタである。

固定レートアクセスマスタ 14用のサイクルカウンタ 44は、インクリメンターであり、ノラメータ保持部 35に保持されている固定レートアクセスマスタ 14のサイクル数を計るカウンタである。

[0029] 状態カウンタ 45は、レベル 1の期間を計るカウンタである。

周期カウンタ 46は、一度借入を行ってから、再び借入可能になるまでの期間を計るカウンタである。

履歴キュー 47は、局所集中アクセスマスタ 13が固定レートアクセスマスタ 14のバンド幅を使用した場合に、固定レートアクセスマスタ 14の IDを保持する。

[0030] 制御部 48は、局所集中アクセスマスタ 13からの転送サイズ情報もしくはアクセス回数、または固定レートアクセスマスタ 14力もの転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、ノメータ保持部 31またはパラメータ保持部 35から出力されるパラメータ信号と、過去のアクセス履歴とを比較、考量し、その結果に応じて Hi又は Lowのマスク信号を出力する。また、レベル 1の状態においては借入パラメータ保持部 33から出力される借入パラメータ信号も踏まえてマスク信号を出力する。

<状態遷移 >

続いて、アクセス権制御部 34の状態遷移について説明する。本実施形態において、アクセス権制御部 34は図 5に示すような状態遷移を持つ。各状態の意味は以下のとおりである。

[0031] レベル 0は、アクセス権の貸し借りがなぐ局所集中アクセスマスタ 13及び固定レートアクセスマスタ 14が予め設定されたアクセス頻度内で動作している状態である。レべノレ 1は、局所集中アクセスマスタ 13のアクセスが、固定レートアクセスマスタ 14 力アクセス権を借入して、設定された自己のアクセス頻度以上のレートでアクセスを行っている状態である。一方、固定レートアクセスマスタ 14のアクセスは行われない。

[0032] レベル 2は、局所集中アクセスマスタ 14が借入したアクセス権を、借入先マスタ（固定レートアクセスマスタ 14)に返却している状態である。局所集中アクセスマスタ 13のアクセスは行われない。

レベル 3は、局所集中アクセスマスタ 13が借入したアクセス権をすベて返却済みの状態でかつ、局所集中アクセスマスタ 13のアクセスが、固定レートアクセスマスタ 14 力アクセス権を借入できな、状態である。 [0033] ここで、レベル 1の期間は、設計者が任意に設定することが可能である。レベル 2の期間は、以下の式より求めることができる。レベル 2の期間 = { (局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数で示される期間に保証すべきアクセス回数 +アクセス権の借入ができる最大借入回数） ÷局所集中ァクセスマスタ 13のサイクル数で示される期間に保証すべきアクセス回数 } X局所集中ァクセスマスタ 13のサイクル数なお、保証すべきアクセス回数が 2以上の場合には、 { (局所集中アクセスマスタ 13 のサイクル数で示される期間に保証すべきアクセス回数 +アクセス権の借入ができる最大借入回数） ÷局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数で示される期間に保証すべきアクセス回数 }で求まる解において、端数が存在する場合は端数を切り上げる。

[0034] レベル 2の期間を設けることでレベル 1の期間があつたとしても、アクセス保証期間におけるトータルの平均バンド幅は同じになる。

また、局所集中アクセスマスタ 13のピークバンド幅は、以下の式より求めることができる。ピークバンド幅 =動作周波数 f X (局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数で示される期間に保証すべきアクセス回数 +アクセス権の借入ができる最大借入回数) Z局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数設計者は、レベル 1、レベル 2、及びレベル 3の区間を合計すると、アクセス保証期間になるように設定しておく。

[0035] 続いて、図 5で示す各状態の遷移条件について説明する。

条件 1は、局所集中アクセスマスタ 13が、予め設定されたアクセス頻度以上のァクセスを行うことである。

条件 2は、局所集中アクセスマスタ 13が、アクセス権の借入を行ってから、アクセス権の借入を行うことができる最大期間が経過することである。 [0036] 条件 3は、局所集中アクセスマスタ 13が借入したアクセス権をすベて返却することである。

条件 4は、局所集中アクセスマスタ 13が、アクセス権の借入を行ってから、再び借入可能になるまでの周期時間が経過することである。

<動作 >

続いて、調停部 18が、局所集中アクセスマスタ 13のアクセス許可信号を発行したときのカウンタ制御について図 6に示すフローチャートを用いて説明する。

[0037] 局所集中アクセスマスタ 13のアクセス許可信号が発行されると、局所集中アクセスアクセスマスタ用アクセスカウンタ 41が 2以上か否かを判断する（ステップ S602)。 2 テツプ S603)、履歴キュー 47に固定レートアクセスマスタ 14の IDを格納する（ステツプ S604)。 2未満の場合は処理を終了する。

[0038] 続いて、調停部 18が、固定レートアクセスマスタ 14のアクセス許可信号を発行したときのカウンタ制御について図 7に示すフローチャートを用いて説明する。

固定レートアクセスマスタ 14のアクセス許可信号が発行されると、固定レートァクセ

[0039] 続いて、局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数に示される期間を経過したときのカウンタ制御について図 8に示すフローチャートを用いて説明する。

局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数に示される期間を経過すると、局所集中ァユー 47に固定レートアクセスマスタの IDがあるか否かを判断する（ステップ S802)。固定レートアクセスマスタ 14の IDがある場合は、固定レートアクセスマスタ用アクセスカウンタ 43を 1デクリメントし (ステップ S803)、履歴キュー 47にある固定レートァクセスマスタ 14の IDを削除する（ステップ S804)。固定レートアクセスマスタの IDがない場合は処理を終了する。

[0040] 続いて、固定レートアクセスマスタ 14のサイクル数に示される期間を経過したときのカウンタ制御について図 9に示すフローチャートを用いて説明する。固定レートアクセスマスタ 14のサイクル数に示される期間を経過すると、固定レートする。

[0041] なお、局所集中アクセスマスタ 13及び固定レートアクセスマスタ 14のサイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数は、共に 1回であるとする。

続いて具体的な動作について、図 10を用いて説明する。図 10は、マスタ Cとマスタ Dのカウンタの変化を時系列に表した図である。ここで、マスタ Cは局所集中アクセスマスタ 13を示し、マスタ Cコマンドとは、マスタ Cが共有メモリにアクセスする際に発行されるコマンドである。また、マスタ Dは固定レートアクセスマスタ 14を示し、マスタ Dコマンドとは、マスタ Dが共有メモリにアクセスする際に発行されるコマンドである。第一段は、マスタ Cのカウント値の変移を示す。縦軸は、マスタ Cカウンタのカウント値であり、横軸は時間である。第二段は、アクセス権制御部 34の状態遷移を示す。第三段は、履歴キューを示す。第四段は、マスタ Dのカウント値の変移を示す。縦軸は、マスタ Dカウンタのカウント値であり、横軸は時間である。また、マスタ Cのサイクル数は 30 7clkであり、サイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数は 1回とする。マスタ Dのサイクル数は 949clkであり、サイクル数に示される期間内に保証すべきァクセス回数は 3回とする。つまり、レベル 1の区間においてマスタ Cは、自身の許容ァクセス回数である 1回を超え、最大でカウント値力になるまでアクセスすることができる

[0042] まず、 Tにお!/、て、マスタ Cコマンドが発行されて!、る。 Tの時点ではマスタ Cカウンタのカウント値は 0であるので、マスタ Cカウンタを 1インクリメントする。 Tにおいて、

2 マスタ Cのサイクル数に示される期間を経過したので、 1デクリメントされ、カウント値は 0になる。続いて、 Tにおいて、再びマスタ Cコマンドが発行され、マスタ Cカウンタの

3

カウント値は 0であるので、マスタ Cカウンタを 1インクリメントする。次に、 Tにおいて、

4 再びコマンドが発行されている。し力し、すでにマスタ cのカウント値は 1である。よつて、マスタ Dからアクセス権を借り、マスタ Cのレートを超えたアクセスを開始する。マスタ Cカウンタを 1インクリメントし、マスタ Dのカウンタも 1インクリメントする。そして、履歴キューにマスタ Dを示す IDを格納する。ここで、 Tの時点がレベル 1の開始時点となる。 T及び Τにおいて、マスタ Cコマンドが発行されている。よって、同様にマスタ C

5 6

カウンタを 1ずつインクリメントし、マスタ Dのカウンタも 1ずつインクリメントする。そして、履歴キューにマスタ Dを示す IDを格納する。 Tにおいて、マスタ Cのサイクル数に示される期間を経過したので、マスタ Cカウンタは 1デクリメントされ、カウント値は 3になる。更に、 Tの時点でマスタ Dに借りていたアクセス権を返還する。よって、マスタ D

4

カウンタも 1デクリメントされ、カウント値は 2となる。再び Tの時点でマスタ Cコマンドが

8

発行されている。まだ、レベル 1の区間であるので、マスタ Dからアクセス権を借りる。つまり、マスタ Cカウンタを 1インクリメントし、マスタ Dのカウンタも 1インクリメントする。そして、履歴キューにマスタ Dを示す IDを格納する。 Tの時点でレベル 1の期間は終

9

了する。よって T以降は、マスタ Cはマスタ Cカウンタのカウント値が 0になるまでァク

9

セスできない。つまり、 T力もレベル 2の区間となる。 T において、マスタ Cのサイク

9 10

ル数に示される期間を経過したので、マスタ Cカウンタのカウント値は 1デクリメントされ、 3になる。一方、マスタ Dカウンタのカウント値は、マスタ C力返還されて 1デクリメントするのに加え、さらにマスタ Dのサイクル数に示される期間を経過したので、 3デクリメントされ、カウント値は一 1となる。 T 、T 、及び Τ においては、マスタ Dコマンド

11 12 13

が発行され、マスタ Dカウンタのカウント値をそれぞれ 1ずつインクリメントする。 Τ に

14 おいて、マスタ Cのサイクル数に示される期間を経過したので、マスタ Cカウンタの力ゥント値は 1デクリメントされ、 2になる。一方、マスタ Dカウンタのカウント値も同様に 1 デクリメントするので、マスタ Dカウンタのカウント値は 1になる。 Τ 及び Τ において、

15 16 マスタ Dコマンドが発行され、マスタ Dカウンタのカウント値をそれぞれ 1ずつインクリメントする。 Τ において、マスタ Cのサイクル数に示される期間を経過したので、マスタ

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Cカウンタのカウント値は 1デクリメントされ 1になる。一方、マスタ Dカウンタのカウント値も同様に 1デクリメントするので、マスタ Dカウンタのカウント値は 2になる。ここで、マスタ Cがレベル 1の区間において、履歴キューに示すように、マスタ Dより借入したァクセス権はすべて返還される。つまり、この時点でレベル 2の期間が終了する。続いてレベル 3の区間となる。 Τ において、マスタ Dコマンドが発行され、マスタ Dカウンタ

18

のカウント値を 1インクリメントする η Τ において、マスタ Cのサイクル数に示される期

19

間を経過したので、マスタ Cカウンタのカウント値は 1デクリメントされ、 0になる。一方、マスタ Dカウンタのカウント値は、マスタ Dのサイクル数に示される期間を経過したので、 3デクリメントされ、カウント値は 0となる。

[0043] 以上のように、特定の期間（レベル 1の期間）が終了すると、マスタ Cのアクセスは、マスタ Cのアクセスカウンタが 0になるまで禁止され、その間マスタ Cが特定の期間に利用していたバンド幅をマスタ Dに返却する。よって、マスタ Dはアクセス保証期間内で、トータルバンド幅を保証される。また、アクセス権借入制御は、マスタ Cが自己のバンド幅レートを超えたアクセスをされたところから開始される。

[0044] 次に、アクセス権制御部 34の各状態における各マスク信号の生成手順について説明する。

アクセス権制御部 34は、初期状態では、前述したレベル 0の状態にある。この状態では、局所集中アクセスマスタ 13のリクエストマスク部 32に対するマスク信号は常に L owが出力される。一方、固定レートアクセスマスタ 14のリクエストマスク部 36に対するマスク信号は次の通りである。固定レートアクセスマスタ 14力もの転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、パラメータ保持部 35から出力されるパラメータ信号の一つである固定レートアクセスマスタ 14の許容アクセス頻度と、固定レートアクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43の値とを比較、考量する。転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、固定レートアクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43の値との和が許容アクセス頻度を超える場合には、 Hiが出力される。超えない場合は、 Lowが出力される。

[0045] ここで、出力されるマスク信号力Lowの場合は、アクセス要求信号はマスクされない。出力されるマスク信号が Hiの場合は、アクセス要求信号はマスクされる。

レベル 1の状態では、固定レートアクセスマスタ 14のリクエストマスク部 36に対するマスク信号は、常に Hiが出力される。一方、局所集中アクセスマスタ 13のリクエストマスク部 32に対するマスク信号は次の通りである。局所集中アクセスマスタ 13からの転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、パラメータ保持部 31から出力されるノラメータ信号である局所集中アクセスマスタ 13の許容アクセス頻度と借入パラメータ保持部 3 3から出力される借入パラメータ信号の一つであるアクセス権の借入ができる最大借入回数もしくは最大借入サイズとの総和と、局所集中アクセスマスタ 13用のアクセスカウンタ 41の値とを比較、考量する。転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、局所集中アクセスマスタ 13用のアクセスカウンタ 41の値との和力前記総和を超える場合には、 Hiが出力される。超えない場合は、 Lowが出力される。

[0046] レベル 2の状態では、局所集中アクセスマスタ 13のリクエストマスク部 32に対するマスク信号は、常に Hiが出力される。一方、固定レートアクセスマスタ 14のリクエストマスク部 36に対するマスク信号は次の通りである。固定レートアクセスマスタ 14からの転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、パラメータ保持部 35から出力されるノラメ一タ信号の一つである固定レートアクセスマスタ 14の許容アクセス頻度と、固定レートァクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43の値とを比較、考量する。転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、固定レートアクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43の値との和が前記許容アクセス頻度を超える場合には、 Hiが出力される。超えない場合は、 L owが出力される。

[0047] レベル 3の状態では、局所集中アクセスマスタ 13のリクエストマスク部 32に対するマスク信号は次の通りである。局所集中アクセスマスタ 13からの転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、ノメータ保持部 31から出力されるパラメータ信号である局所集中アクセスマスタ 13の許容アクセス頻度と、局所集中アクセスマスタ 13用のアクセスカウンタ 41の値とを比較、考量する。転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、局所集中アクセスマスタ 13用のアクセスカウンタ 41の値との和が前記許容アクセス頻度を超える場合には、 Hiが出力される。超えない場合は、 Lowが出力される。一方、固定レートアクセスマスタ 14のリクエストマスク部 36に対するマスク信号は次の通りである。固定レートアクセスマスタ 14力もの転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、ノラメ一タ保持部 35から出力されるパラメータ信号の一つである固定レートアクセスマスタ 14 の許容アクセス頻度と、固定レートアクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43の値とを比較、考量する。転送サイズ情報もしくはアクセス回数と、固定レートアクセスマスタ 1 4用のアクセスカウンタ 43の値との和が前記許容アクセス頻度を超える場合には、 Hi が出力される。超えない場合は、 Lowが出力される。

[0048] 以上のように本実施形態によれば、局所的に発生する平均バンド幅以上のピークアクセスを行う CPUのような局所集中アクセスマスタ 13と、固定レートアクセスマスタ 1 4とが同一メモリを共有するシステムにおいて、平均総バンド幅を保証するメモリで、局所集中アクセスマスタのピークアクセス性能を保証することができる。 (第二実施形態）

第一実施形態では、統括リクエスト制限部 17のアクセス権制御部 34がレベル 1の状態のときは、固定レートアクセスマスタ 14は常にマスクされていた。本実施形態は、第一実施形態の統括リクエスト制限部 17のアクセス権制御部 34がレベル 1の状態であっても、固定レートアクセスマスタ 14のアクセスを特定の頻度で許可する実施の形態である。

[0049] そこで本実施形態では、借入パラメータ保持部 33は、更に固定レートアクセスマスタ 14の最低保証アクセス頻度情報を保持する。そして、アクセス権制御部 34がレべル 1の状態では、固定レートアクセスマスタ 14のリクエストマスク部 36に対するマスク信号は次のようになる。固定レートアクセスマスタ 14からの転送サイズ情報もしくはァクセス回数と、借入パラメータ保持部 33から出力される借入パラメータ信号の一つである固定レートアクセスマスタ 14の最低保証アクセス頻度と、固定レートアクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43の値とを比較、考量する。転送サイズ情報もしくはァクセス回数と、固定レートアクセスマスタ 14用のアクセスカウンタ 43の値との和が前記最低保証アクセス頻度を超える場合には、 Hiが出力される。超えない場合は、 Lowが出力される。

[0050] 以上のように本実施形態によれば、固定レートアクセスマスタ 14のアクセスを止めることなく、局所集中アクセスマスタ 13のピークアクセスを保証することができる。

(第三実施形態）

第一実施形態では、統括リクエスト制限部 17は、 1つの局所集中アクセスマスタ 13 と、一つの固定レートアクセスマスタ 14に接続されていた。本実施形態は、第一実施形態の統括リクエスト制限部 17が、 1つの局所集中アクセスマスタ 13と、複数の固定レートアクセスマスタに接続され、それぞれからアクセス要求信号と、アクセス回数もしくは転送サイズ情報とを受け取る実施の形態である。

[0051] 本実施形態では、アクセス権制御部 34における、局所集中アクセスマスタ 13のァクセス権制御は、以下の 3つの制御の何れかにより実現できる。

第一は、局所集中アクセスマスタ 13からアクセス権借入が必要となった時点で、各固定レートアクセスマスタに対応するアクセスカウンタにおいて、最もアクセス頻度が低、マスタ力アクセス権を借入する制御を行う。

[0052] 第二は、局所集中アクセスマスタ 13からアクセス権借入が必要となった時点で、各固定レートアクセスマスタに対応するアクセスカウンタの値が、予め決められた借入許可最大アクセス頻度を下回るマスタ力もアクセス権を借入する制御を行う。ここで、借入パラメータ保持部 33は、予め決められた借入許可最大アクセス頻度を保持する。これにより、任意の設定が可能となる。

[0053] 第三は、予め局所集中アクセスマスタ 13がアクセス権借入を行う期間（アクセス権制御部 34の状態がレベル 1の期間）を複数の区間に分割し、分割された各区間別に、アクセス権を借入させる固定レートアクセスマスタを規定しておく。局所集中ァクセスマスタ 13からアクセス権借入が必要となった時、その時間を含む区間に割り当てられている固定レートアクセスマスタカゝらアクセス権を借入する制御を行う。ここで、借入ノメータ保持部 33は、前記複数の区間の分割パラメータと、各区間の固定レートァクセスマスタの割り当て情報とを保持する。これにより、任意の設定が可能となる。

[0054] 以上のように本実施形態によれば、局所集中アクセスマスタ 13のピークアクセスの保証を、 1つの固定レートアクセスマスタからのアクセス権借入だけでは実現できない場合においても、複数の固定レートアクセスマスタ力もアクセス権の借入を行うことにより、実現することができる。

なお、本実施形態において、統括リクエスト制限部 17は、 1つの局所集中アクセスマスタと複数の固定レートアクセスマスタに接続された構成を例に説明した力各々複数の局所集中アクセスマスタ、固定レートアクセスマスタに接続された構成としても良い。

[0055] また、統括リクエスト制限部 17に接続されるマスタとしては、マスタの要求性能の基準となるサイクル数が類似する、もしくは定倍となるマスタを選択することが、借入パラメータの設定の容易性の観点からも望ま U、。

(補足）以上、本発明に係る調停装置について、実施の形態に基づいて説明した力本発明は上記の実施の形態に限られないことは勿論である。

[0056] 上記の実施形態では、調停部 18を回路実装の容易性力も固定優先順位アービタとしたが、従来のラウンドロビン方式でも、動的に優先順位を変えることのできるァービタとしても良い。

上記の実施形態では、レベル 2の後にレベル 3の期間を設けたが、図 5の点線で示すように、アクセス権制御部 34は、レベル 3の状態をもたず、レベル 2から条件 3により、レベル 0に移行する制御を行ってもよい。

[0057] 上記の実施形態では、パラメータ保持部 21、パラメータ保持部 31、パラメータ保持部 35、及び借入パラメータ保持部 33は、それぞれ個別に存在する構成であつたが、これらは一部を 1つのパラメータ保持部で管理する構成としても、すべてを 1つのパラメータ保持部で管理する構成としてもょヽ。

上記の実施形態では、パラメータ保持部 21、パラメータ保持部 31、パラメータ保持部 35、及び借入パラメータ保持部 33は、リクエスト制限部 15及び統括リクエスト制限部 17内に存在する構成であつたが、これらは、リクエスト制限部 15及び統括リクエスト制限部 17の外に存在する構成としてもょ、。

[0058] 上記の実施形態では、局所集中アクセスマスタ 13を、 CPUのように、アクセスが局所的に集中して行われる場合もあれば、一定期間全く行われなヽ場合もある制御ュニットとして、固定レートアクセスマスタ 14を、アクセス保証期間内に一定のアクセスを保証する必要がある制御ユニットとして説明してきた力局所集中アクセスマスタ 13 及び固定レートアクセスマスタ 14をそれぞれ、アクセス保証期間の短い制御ユニットと長、制御ユニットとしても、即応性重視の制御ユニットとレート保証重視の制御ュ- ットとしても、アクセス予測不可能な制御ユニットとアクセス予測可能な制御ユニットとしてちよい。

[0059] 上記のフローチャートでは、局所集中アクセスマスタ 13及び固定レートアクセスマスタ 14のサイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数は、共に 1回であるとしたが、保証すべきアクセス回数はそれぞれ複数であっても良い。その場合には、図 6の S602では、局所集中アクセスマスタ用アクセスカウンタ 41が、局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数に 1加算した値以上であるか否かを判断する。また、図 8の S803では、局所集中アクセスマスタ 13 のサイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数と、借入回数とを比較し、小さい方の値だけデクリメントする。両者の値が同じ場合は、その値分だけデクリメントする。また、図 8の S801では、局所集中アクセスマスタ用アクセスカウンタ 41は、局所集中アクセスマスタ 13のサイクル数に示される期間内に保証すべきアクセス回数分デクリメントする。同様に図 9の S901では、固定レートアクセスマスタ用アクセス力ゥンタ 43は、固定レートアクセスマスタ 14のサイクル数に示される期間内に保証すベきアクセス回数分デクリメントする。

[0060] 上記の実施形態では、メモリアクセスについて述べた力メモリアクセス以外でも良い。

上記の実施形態では、調停装置を用いたが、本発明は上記フローチャートで示したステップを含む方法、システム LSI等の集積回路であっても良、。

産業上の利用可能性

[0061] 本発明にかかる調停装置は、製造産業において経営的に、また継続的及び反復的に製造し、販売することができる。また、局所集中アクセスが存在するマスタを内在するシステムにお、て、低、バンド幅でピーク時のアクセス性能をも保証する特徴を有し、ユニファイドメモリアーキテクチャ構成をとるシステム LSIのメモリ調停回路等として有用である。また内蔵 DRAM、内部 SRAMに対するアクセス調停回路等の用途にも応用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 共有メモリに対するアクセスを所定のバンド幅で各マスタ装置に行わせるよう、マスタ装置間の調停を行う調停装置であって、

特定のマスタ装置力予め割り当てられているバンド幅以上のアクセスを要求してきた場合、設計者が任意に設定した第 1期間においてその要求を許可し、

第 1期間が終了すれば、その後の第 2期間において、当該特定のマスタ装置からのアクセス要求をマスクする

ことを特徴とする調停装置。

[2] 前記調停装置は、

各マスタ装置に対応したカウンタを備え、

当該カウンタは、対応するマスタ装置によって発行されるアクセス要求コマンドが、前記調停装置に受理される度にインクリメント動作を行ヽ、

所定の単位時間が経過する度にデクリメント動作を行うものであり、

前記バンド幅以上のアクセス要求とは、

前記特定のマスタ装置に対応するカウンタのカウンタ値力バンド幅に相当する上限値に達した後、更なるアクセスを前記特定のマスタ装置が要求することをいう、請求項 1記載の調停装置。

[3] 前記上限値とは、平均バンド幅を意味する上限値であり、

前記特定のマスタ装置に対応するカウンタには、更に、拡張された上限値が設定されており、

拡張された上限値は、前記上限値以上の値であって、局所的なバンド幅に相当する値であり、

前記調停装置は、

第 1期間において、前記特定のマスタ装置に対応するカウンタのカウンタ値が拡張された上限値に達するまで、特定のマスタ装置による要求を許可し、

前記第 2期間とは、

拡張された上限値に達したカウンタのカウンタ値を所定の単位時間置きにデクリメントしてゆく場合に、当該カウンタ値をカウンタの初期値に戻すまでに要する期間である、請求項 2記載の調停装置。

[4] 共有メモリに対するアクセスを所定のバンド幅で各マスタ装置に行わせるよう、マスタ装置間の調停を行う調停方法であって、

ことを特徴とする調停方法。

[5] 複数のマスタ装置と、共有メモリに対するアクセスを所定のバンド幅で各マスタ装置に行わせるよう、マスタ装置間の調停を行う調停装置とを含む動画処理装置であって調停装置は、特定のマスタ装置が、予め割り当てられているバンド幅以上のァクセスを要求してきた場合、設計者が任意に設定した第 1期間においてその要求を許可し、

第 1期間が終了すれば、その後の第 2期間において、当該特定のマスタ装置からのアクセス要求をマスクし、

前記特定のマスタ装置とは、当該動画処理装置における CPUにデータを供給する供給部であり、

特定のマスタ装置以外のマスタ装置とは、当該動画処理装置におけるデコーダ部にデータを供給する供給部であり、

前記第 1期間及び第 2期間は、

AV信号の一処理周期内に規定される、ことを特徴とする動画処理装置。