JP2005316621A - Bus arbitration device and image processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データ転送に共用されるバスの使用を調停するバス調停装置、およびこれを備える画像処理装置に関する。 The present invention relates to a bus arbitration device that arbitrates use of a bus shared for data transfer, and an image processing apparatus including the bus arbitration device.
原稿から画像を読み取って画像をシートに形成する複写機等の画像処理装置は、装置の制御を司るCPU、画像を読み取ってその画像を表す画像データを生成するイメージスキャナ、画像データを記憶するメモリ、画像データを処理するデータ処理回路をはじめ、様々な回路を備えている。イメージスキャナやデータ処理回路には、制御のためにCPUがデータを書き込んだり読み出したりするレジスタが設けられる。また、レジスタへのCPUのアクセスやメモリへのイメージスキャナあるいはデータ処理回路のアクセスは、共通のバスを介して行われ、また、バス調停装置が備えられる。 An image processing apparatus such as a copying machine that reads an image from a document and forms the image on a sheet includes a CPU that controls the apparatus, an image scanner that reads the image and generates image data representing the image, and a memory that stores the image data Various circuits including a data processing circuit for processing image data are provided. The image scanner and the data processing circuit are provided with a register for the CPU to write and read data for control. The CPU access to the register and the image scanner or data processing circuit access to the memory are performed via a common bus, and a bus arbitration device is provided.
バス調停装置は、CPU等からのバスの使用要求を受けて使用許可を与えるもので、一時に1つの要求のみがあったときは直ちに使用許可を与え、一時に複数の要求があったとき、すなわちバスの使用要求が競合したときは、あらかじめCPU等に定められている優先度に従って、使用許可を与える。 The bus arbitration device grants the use permission upon receiving a bus use request from the CPU or the like. When there is only one request at a time, it grants the use permission immediately, and when there are a plurality of requests at a time, That is, when the bus use requests compete, the use permission is given according to the priority set in advance in the CPU or the like.
イメージスキャナやデータ処理回路は、画像データを一定の速度でメモリに書き込んだり一定の速度でメモリから読み出したりする必要があるため、通常、CPUよりも高い優先度とされる。したがって、CPUからのバスの使用要求と、イメージスキャナやデータ処理回路からの使用要求が競合したときには、後者に許可が与えられ、CPUは、イメージスキャナやデータ処理回路のメモリへのアクセスが終了するまで、バスの使用を待つことになる。しかし、画像データは量が多いため、CPUの待ち時間は長くなりがちであり、CPUによる装置の制御に支障が生じることもある。 Since image scanners and data processing circuits need to write image data into a memory at a constant speed or read data from a memory at a constant speed, they are usually given higher priority than a CPU. Therefore, when the bus use request from the CPU conflicts with the use request from the image scanner or the data processing circuit, the latter is given permission, and the CPU ends the access to the memory of the image scanner or the data processing circuit. Until you wait for the use of the bus. However, since the amount of image data is large, the waiting time of the CPU tends to be long, and the control of the device by the CPU may be hindered.
この不都合を避けるために、CPUの優先度を可変とし、必要に応じてCPUの優先度を高くすることが提案されている(例えば、特開平1−248263号)。
ところが、バスの使用に関するCPUの優先度を可変とした従来のバス調停装置では、あらかじめCPUの優先度をレジスタごとに定めておいて、あるレジスタにアクセするときには高い優先度、別のレジスタにアクセスするときには低い優先度とするようにしているため、CPUの優先度を柔軟に変えることは難しい。すなわち、レジスタのアドレスとCPUの優先度との対応関係が固定であるため、CPUの優先度を変えるためには、各回路に優先度の異なるレジスタを設けて、優先度を変えるごとにレジスタを使い分けなければならず、各回路に設けるレジスタの数の制約により、それが困難になり易い。また、プログラムの作成に際しては、常にレジスタのアドレスを意識しながらCPUがアクセスするレジスタを決めなければならない。 However, in the conventional bus arbitration device in which the priority of the CPU related to the use of the bus is variable, the priority of the CPU is determined for each register in advance, and when accessing a certain register, the higher priority is accessed and another register is accessed. When doing so, it is difficult to change the priority of the CPU flexibly because the priority is low. In other words, since the correspondence between the register address and the CPU priority is fixed, in order to change the CPU priority, a register having a different priority is provided in each circuit, and the register is changed each time the priority is changed. It must be used properly, and this is likely to be difficult due to restrictions on the number of registers provided in each circuit. Also, when creating a program, it is necessary to determine the register to be accessed by the CPU while always being aware of the register address.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、レジスタにアクセスするCPUの優先度を柔軟に変えることが可能で、しかも、CPUで実行されるプログラムの作成が容易なバス調停装置を提供することを目的とする。また、そのようなバス調停装置を備えた効率のよい画像処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is possible to flexibly change the priority of a CPU that accesses a register, and it is possible to easily create a program executed by the CPU. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide an efficient image processing apparatus including such a bus arbitration apparatus.
上記目的を達成するために、本発明では、CPUによるCPU以外の回路のレジスタへのアクセスと、CPU以外の回路によるメモリへのアクセスとに共用されるバスの使用を、CPUとCPU以外の回路の優先度に従って調停するバス調停装置は、レジスタを特定する第1の部分と優先度を示す第2の部分より成る仮想アドレスをCPU以外の回路のレジスタに定めて、同一のレジスタに、CPU以外の回路の優先度よりも低い優先度を示す第2の部分を含む仮想アドレスと、CPU以外の回路の優先度以上の優先度を示す第2の部分を含む仮想アドレスとを割り当てておき、CPU以外の回路のレジスタにアクセスするCPUの優先度を、CPUが示すレジスタの仮想アドレスの第2の部分に応じて変えものとする。 In order to achieve the above object, in the present invention, the use of a bus shared by a CPU for accessing a register of a circuit other than the CPU and for accessing a memory by a circuit other than the CPU is used. The bus arbitration device that performs arbitration according to the priority of the controller determines a virtual address composed of a first part for specifying a register and a second part indicating the priority in a register of a circuit other than the CPU, A virtual address including a second part indicating a priority lower than the priority of the circuit and a virtual address including a second part indicating a priority equal to or higher than the priority of a circuit other than the CPU are assigned to the CPU. The priority of the CPU that accesses the registers of the other circuits is changed according to the second part of the virtual address of the register indicated by the CPU.
このバス調停装置は、CPU以外の回路のレジスタにアクセスするCPUの優先度を、レジスタの仮想アドレスの第2の部分によって判断する。レジスタにアクセスするCPUからのバスの使用要求と、メモリにアクセスするCPU以外の回路からのバスの使用要求が競合したとき、仮想アドレスの第2の部分の示す優先度がCPU以外の回路の優先度よりも低いときは、CPUは、他の回路がメモリへのアクセスを終了するまで、レジスタへのアクセスを待たされることになるが、第2の部分の示す優先度がCPU以外の回路の優先度以上のときは、CPUは速やかにレジスタにアクセスすることができる。 The bus arbitration device determines the priority of the CPU accessing a register of a circuit other than the CPU based on the second part of the virtual address of the register. When the bus use request from the CPU accessing the register and the bus use request from a circuit other than the CPU accessing the memory compete, the priority indicated by the second portion of the virtual address is the priority of the circuit other than the CPU. If it is lower than the threshold, the CPU waits for access to the register until the other circuit finishes accessing the memory, but the priority indicated by the second part is the priority of the circuit other than the CPU. When the value is higher than or equal to the value, the CPU can quickly access the register.
前記目的を達成するために、本発明ではまた、画像を表す画像データを処理する画像処理装置であって、当該装置を制御するCPUと、画像データを処理する画像処理回路と、画像処理回路が処理する画像データを記憶するメモリと、CPUによる画像処理回路のレジスタへのアクセスと画像処理回路によるメモリへのアクセスに共用されるバスと、バスの使用を調停するバス調停部とを含むものにおいて、バス調停部として上記のバス調停装置を備えるようにする。 In order to achieve the above object, the present invention also provides an image processing apparatus for processing image data representing an image, wherein a CPU for controlling the apparatus, an image processing circuit for processing image data, and an image processing circuit are provided. A memory that stores image data to be processed, a bus that is shared by the CPU for accessing the register of the image processing circuit and the memory for accessing the image processing circuit, and a bus arbitration unit that arbitrates use of the bus The bus arbitration device is provided as the bus arbitration unit.
本発明のバス調停装置では、レジスタとCPUの優先度の対応関係が固定されておらず、同一のレジスタにアクセスするときでもCPUの優先度を変えることができる。したがって、優先度の高低にかかわらず全てのレジスタを利用することができて、CPUの優先度を柔軟に変えることができる。また、レジスタのアドレスの第2の部分を変えるだけで、CPUの優先度を変えることができるため、優先度を変えるために別のレジスタを用いる必要がなくなって、CPUで実行されるプログラムの作成も容易である。 In the bus arbitration device of the present invention, the correspondence between the priority of the register and the CPU is not fixed, and the priority of the CPU can be changed even when accessing the same register. Therefore, all registers can be used regardless of the priority level, and the CPU priority can be flexibly changed. In addition, since the priority of the CPU can be changed simply by changing the second part of the register address, there is no need to use another register to change the priority, and a program executed by the CPU can be created. Is also easy.
また、本発明の画像処理装置は、通常はメモリへの画像処理回路のアクセスを優先しながら、必要に応じてレジスタへのCPUのアクセスを優先する制御を柔軟に行うことができて、効率よく画像データを処理することが可能である。 In addition, the image processing apparatus of the present invention can flexibly perform control giving priority to the CPU access to the register as needed, while giving priority to the access of the image processing circuit to the memory. It is possible to process image data.
以下、本発明の画像処理装置の一実施形態である複写機について図面を参照しながら説明する。本実施形態の複写機1の要部を図1に模式的に示す。複写機1は、CPU2、メモリ3、種々の回路を内蔵したIC(集積回路)4、およびバス5を備えている。
A copier as an embodiment of the image processing apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. The principal part of the
CPU2は、複写機1の全体の動作を制御し、メモリ3は、画像を表す画像データを記憶する。IC4には、DMAコントローラ41、メモリインターフェース42、バスコントローラ43、IEEE1284パラレルポート44、USBインターフェース45、スキャンインターフェース46、プリントインターフェース47、および画像処理回路48が含まれており、これらにはそれぞれ、レジスタ6が設けられている。各レジスタ6にはCPU2がデータの授受のためにアクセスする。
The CPU 2 controls the overall operation of the
DMAコントローラ41は、DMA方式によるメモリ3へのアクセスを制御し、メモリインターフェース42は、メモリ3の直接の入出力を司る。バスコントローラ43については後述する。IEEE1284ポート44は、外部からのパラレルデータの入力に用いられ、USBインターフェース45は、外部からのデータ入力および外部へのデータ出力に用いられる。
The
図示しないが、複写機1は、画像を読み取って、読み取った画像を表す画像データを生成するイメージスキャナと、画像データが表す画像をシートに形成するプリント部とを備えており、スキャンインターフェース46は、イメージスキャナから出力される画像データをメモリ3に書き込み、プリントインターフェース47は、メモリ3から画像データを読み出してプリント部に与える。
Although not shown, the
画像処理回路48は、メモリ3から画像データを読み出して、圧縮・伸張、画像のエッジの強調、画像の拡大・縮小、ノイズの除去等の諸処理を画像データに施す。処理後の画像データは再びメモリ3に書き込まれる。
The
バス5は、上記の各部を接続するもので、DMAコントローラ41、メモリインターフェース42、バスコントローラ43、IEEE1284ポート44、USBインターフェース45、スキャンインターフェース46、プリントインターフェース47および画像処理回路48のレジスタ6へのCPU2のアクセスと、メモリインターフェース42を介してのスキャンインターフェース46、プリントインターフェース47および画像処理回路48のメモリ3へのアクセスとに共用される。
The
バスコントローラ43は、バス5の使用を調停するもので、本発明のバス調停装置の一実施形態である。バスコントローラ43は、バス5を使用する各部からバス5の使用要求を受けて、一時に1つの要求があったときは直ちにバス5の使用許可を与える。一方、要求が競合したときは、バスコントローラ43は、要求を発した各部の優先度に従って、バス5の使用許可を与える。優先度が同じ場合は、要求を早くしたものに使用許可を与える。
The
バス5を共用する各部のうち、CPU2以外のスキャンインターフェース46、プリントインターフェース47等には、バスコントローラ43が調停に用いる優先度があらかじめ1つ定められている。イメージスキャナから連続して出力される画像データを直ちにメモリ3に書き込む必要があるスキャンインターフェース46の優先度は、最も高く設定されている。また、プリント部に連続して画像データを出力する必要があるプリントインターフェース47の優先度は、スキャンインターフェース46に次いで高く設定されており、画像データを処理する画像処理回路48の優先度は、プリントインターフェース47に次いで高く設定されている。
Among the units sharing the
なお、スキャンインターフェース46、プリントインターフェース47、および画像処理回路48は、メモリ3へのアクセスの要求をDMAコントローラ41に対して行い、DMAコントローラ41はそれらの要求を調停するとともに、メモリ3へのアクセスを許可したスキャンインターフェース46等に代わって、バス5の使用要求をバスコントローラ43に対してする。つまり、スキャンインターフェース46、プリントインターフェース47、および画像処理回路48は、DMAコントローラ41を介して間接的に、バス5の使用要求をバスコントローラ43にすることになる。
The
CPU2には、レジスタ6にアクセスするためのバス5の使用に関する優先度を、複数定めることができる。各レジスタ6には実アドレスが定められているが、CPU2およびバスコントローラ43は、実アドレスに加えてCPU2の優先度をも示す複数の仮想アドレスを各レジスタ6に定めて、仮想アドレスをバス5の調停に利用する。
The CPU 2 can determine a plurality of priorities related to the use of the
各レジスタ6の実アドレスと仮想アドレスの関係を図2に示す。この例は、CPU2の優先度を2段階として、各レジスタ6に2つの仮想アドレスを定めたときのものである。各仮想アドレスには、実アドレスのうちレジスタ6を特定するに足る部分(下位の「20」、「40」等)と、優先度を示す部分(上位の「0X10」、「0X20」等)とが含まれる。低い優先度を示す仮想アドレスのうち優先度を示す上位の部分は、全てのレジスタ6に共通であり、高い優先度を示す仮想アドレスのうち優先度を示す上位の部分も、全てのレジスタ6に共通である。
The relationship between the real address and the virtual address of each
CPU2は、例えばレジスタAにアクセスするとき、実アドレス「0X20」ではなく、仮想アドレス「0X1020」または「0X2020」をバスコントローラ43に対して示す。バスコントローラ43は、示された仮想アドレスのうち優先度を示す上位の部分が「0X10」であるか「0X20」であるかによって、CPU2の優先度を判断する。
For example, when accessing the register A, the CPU 2 indicates the virtual address “0X1020” or “0X2020” to the
バスコントローラ43の構成を図3に模式的に示す。バスコントローラ43は、バス使用許可回路43aと、選択回路43bより成る。バス使用許可回路43aは、複数の入力ポートP1〜P5を有しており、これらの入力ポートP1〜P5には、レジスタ6またはメモリ3へのアクセスのためにバス5の使用を要求するCPU2、スキャンインターフェース46等のアドレスと、アクセス先のレジスタ6またはメモリ3のアドレスが入力される。バス使用許可回路43aは、入力ポートP1〜P5から入力されたアクセス要求元の入出力端子とアクセス先の入出力端子をイネーブル状態にして、アクセス可能にするとともに、アクセス要求元に対して、バス5の使用を許可することを通知する。
The configuration of the
入力ポートP1〜P5にはこの順で優先度が定められており、バス使用許可回路43aは、最も優先度の高い入力ポートP1から順にアドレス入力の有無を調べて、最初に入力が検出されたポートのアドレスについて、上記の処理を行う。これで、バス5の使用要求が競合したときには、最も優先度の高いアクセス要求元にバス5の使用が許可されることになる。
Priorities are determined in this order for the input ports P1 to P5, and the bus
選択回路43bは、アクセス要求元から、要求元自体のアドレスとアクセス先のアドレスを入力されて、それらのアドレスをバス使用許可回路43aの入力ポートP1〜P5に出力する。その際、選択回路43bは、出力先であるバス使用許可回路43aの入力ポートP1〜P5をアクセス要求元の優先度に応じて選択する。例えば、アクセス要求元がスキャンインターフェース46のときは最も優先度の高い入力ポートP1を選択し、アクセス要求元がCPU2のときは、最も優先度の低い入力ポートP5、あるいは、2番目に優先度の高い入力ポートP2を選択する。
The
メモリ3にアクセスするスキャンインターフェース46、プリントインターフェース47、および画像処理回路48は、アクセス先のアドレスとしてメモリ3の実アドレスを選択回路43bに入力し、レジスタ6にアクセスするCPU2は、アクセス先のアドレスとしてレジスタ6の仮想アドレスを選択回路43bに入力する。選択回路43bは、メモリ3の実アドレスが入力されたときはそのアドレスをそのままバス使用許可回路43aに出力し、レジスタ6の仮想アドレスが入力されたときは、その仮想アドレスに対応する実アドレスをバス使用許可回路43aに出力する。レジスタ6の実アドレスを出力する際、選択回路43bは、仮想アドレスのうち優先度を示す部分を参照して、出力先であるバス使用許可回路43aの入力ポートP1〜P5を決定する。
The
上記構成のバスコントローラ43を備える複写機1では、レジスタ6にアクセスするCPU2のバス5の使用の優先度を、異なる仮想アドレスを示すだけで、容易に変更することができる。また、同一のレジスタ6へのアクセスを異なる優先度で行うことができるため、使用し得るレジスタ6に制約がなく、CPU2で実行するプログラムの作成も容易になる。
In the copying
なお、本実施形態では、CPU2の優先度を2段階とした例を掲げたが、CPU2の優先度を3段階以上としてもよい。また、ここでは、仮想アドレスの下位の部分でレジスタを特定し、上位の部分で優先度を示すようにしたが、仮想アドレスの表現形式は任意に定めることができる。さらに、本発明のバス調停装置は、ここに示した複写機に限らず、あらゆる画像処理装置に採用することが可能である。 In the present embodiment, an example in which the priority of the CPU 2 is set at two levels has been described, but the priority of the CPU 2 may be set at three or more levels. Here, the register is specified in the lower part of the virtual address and the priority is shown in the upper part. However, the expression format of the virtual address can be arbitrarily determined. Furthermore, the bus arbitration device of the present invention is not limited to the copying machine shown here, and can be employed in any image processing apparatus.
1 複写機
2 CPU
3 メモリ
4 IC
5 バス
6 レジスタ
41 DMAコントローラ
42 メモリインターフェース
43 バスコントローラ
43a バス使用許可回路
43b 選択回路
44 IEEE1284パラレルポート
45 USBインターフェース
46 スキャンインターフェース
47 プリントインターフェース
48 画像処理回路
1 Copy machine 2 CPU
3
5
Claims (2)
レジスタを特定する第1の部分と優先度を示す第2の部分より成る仮想アドレスをCPU以外の回路のレジスタに定めて、同一のレジスタに、CPU以外の回路の優先度よりも低い優先度を示す第2の部分を含む仮想アドレスと、CPU以外の回路の優先度以上の優先度を示す第2の部分を含む仮想アドレスとを割り当てておき、
CPU以外の回路のレジスタにアクセスするCPUの優先度を、CPUが示すレジスタの仮想アドレスの第2の部分に応じて変えることを特徴とするバス調停装置。 In a bus arbitration device that arbitrates the use of a bus shared by a CPU for accessing a register of a circuit other than the CPU and for accessing a memory by a circuit other than the CPU according to the priority of the CPU and the circuit other than the CPU.
A virtual address composed of a first part for specifying a register and a second part indicating a priority is assigned to a register of a circuit other than the CPU, and a priority lower than that of a circuit other than the CPU is assigned to the same register. A virtual address including a second part to be shown and a virtual address including a second part indicating a priority higher than the priority of a circuit other than the CPU,
A bus arbitration device that changes a priority of a CPU that accesses a register of a circuit other than the CPU according to a second portion of a virtual address of a register indicated by the CPU.
バス調停部として請求項1に記載のバス調停装置を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus that processes image data representing an image, a CPU that controls the apparatus, an image processing circuit that processes image data, a memory that stores image data processed by the image processing circuit, and an image by the CPU In a bus including a bus shared for accessing a register of a processing circuit and accessing a memory by an image processing circuit, and a bus arbitration unit for arbitrating use of the bus,
An image processing apparatus comprising the bus arbitration device according to claim 1 as a bus arbitration unit.
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