JP2016004403A - 画像処理装置及び書き込み制御プログラム並びに書き込み制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像に関する処理に使用するデータを一時的に記憶するフラッシュメモリを備える画像処理装置において、前記フラッシュメモリの状態を判定する状態判定部と、前記フラッシュメモリへのデータの書き込みを制御する書き込み制御部と、を備え、前記書き込み制御部は、所定の処理に使用するデータを前記フラッシュメモリに書き込む際に、前記フラッシュメモリの空き容量と前記フラッシュメモリの状態に基づいて設定される特定容量とを比較し、前記空き容量が前記特定容量以上の場合は、前記データの書き込みを行い、前記空き容量が前記特定容量よりも小さい場合は、前記フラッシュメモリに記憶されている所定のデータを他の記憶手段に待避させて前記特定容量を確保した後、前記データの書き込みを行う。
【選択図】図7
Description
上述したように、フラッシュメモリでは、浮遊ゲートに電子を注入することによりデータを記憶するため、データを書き込む場合には、浮遊ゲートから電子を取り出した後、浮遊ゲートに電子を注入する必要がある。すなわち、フラッシュメモリはオーバーライトができないため、一旦データを消去して、次に新しいデータを書き込むという2段階の動作が必要となる。その際、NANDフラッシュメモリでは、セルを駆動するのに必要な導線を複数のセルで共有しており、その構造上、データの書き込み、読み込みは複数ビットからなるページ単位(例えば、2kbyte)で行うことができるが、消去は複数ページからなるブロック単位(例えば、128kbyte)で行うため、小さいデータを書き込む場合でもブロック全体を消去しなければならない。例えば、ユーザから見て1ビットの変更を加える場合であっても、フラッシュメモリの内部では最低でも1ブロック分(128kB)の消去が必要となり、フラッシュメモリ上でデータを管理するための大きなオーバーヘッドが発生する。そして、オーバーヘッドが大きいと不必要な読み書きが増え、その結果、トンネル酸化膜に格子欠陥が発生することに起因してフラッシュメモリの性能(データ保持期間)が低下し、同時に寿命も短くなる。
フラッシュメモリの書き換え限度回数は、フラッシュメモリ全体に対しての回数ではなく、記憶素子(セル)一つに対しての回数によって決定され、一つの記憶素子の書き換え回数が限度を超えただけでもフラッシュメモリ全体として機能しなくなる。そのため、ユーザから見て同じ場所に連続して書いているつもりでもフラッシュメモリ全体で書き換え回数が一定になるように、物理ブロックではデータの移し替えを行っている。この制御をウェアレベリングと呼んでおり、ウェアレベリングにより特定の物理ブロックに書き込みが集中しないように制御している。
フラッシュメモリでは、上述した書き込みと消去の関係やウェアレベリングでの内部でのデータの移し替えにより、ユーザから見た書き込みデータのデータサイズに対し、実際にデバイス内部に書き込まれるデータサイズは大きくなる。このデバイス内部の書き込みデータサイズがどの程度大きくなるかを倍率で示したものが、W/Aである。W/Aが1になるのが理想的な書き込みであるが、一般には書き込む単位が小さければ小さいほどW/Aの値は大きくなり、それだけNANDフラッシュの書き換え可能回数が減っていく。
NANDフラッシュメモリはブロック単位の消去しかできないために、不要なデータがあってもそのままでは消去できない。そこで、NANDフラッシュメモリでは、使用されていない領域(空き領域)を整理し、未使用領域(未使用ブロック)を作り出す機能を持たせており、この機能をガベージコレクションと呼んでいる。
図1に示すように、1ブロックサイズが128kBのフラッシュメモリ(右図参照)に対して、200kBのデータ(左図参照)を書き込む場合、200kB/128kB=1.56となることから、2ブロック分のデータを消去してから書き込む必要があり(右図のドットのハッチング領域)、上述したW/Aは、128kB×2/200kB=1.28となる。
フラッシュメモリに対する書き込みを繰り返し行った場合や、ウェアレベリングによってデータの移し替えが行われた場合、データは分散して記憶される。例えば、図2に示すような空き領域(破線の斜線のハッチング示す部分)が生じた状態のフラッシュメモリに対して、図1と同様のデータを書き込む場合、書き込みデータを更に分割しなければならない。例えば、図3に示すように、物理的には4ブロック分のデータを消去してからマージして書き込みを行わなければならない。このとき、W/Aは、4×128kB/200kB=2.56となり、空きブロックにデータを書き込む場合に比べて、実際の書き込み量は2倍に増えることになる。
20 制御部
21 CPU
22 RAM
23 フラッシュメモリ
24 状態判定部
25 書き込み制御部
26 データ予測部
30 装置本体
31 パネル
32 スキャナ
33 エンジン
Claims (24)
- 画像に関する処理に使用するデータを一時的に記憶するフラッシュメモリを備える画像処理装置において、
前記フラッシュメモリの状態を判定する状態判定部と、
前記フラッシュメモリへのデータの書き込みを制御する書き込み制御部と、を備え、
前記書き込み制御部は、画像に関する所定の処理に使用するデータを前記フラッシュメモリに書き込む際に、前記フラッシュメモリの空き容量と前記フラッシュメモリの状態に基づいて設定される特定容量とを比較し、前記空き容量が前記特定容量以上の場合は、前記データの書き込みを行い、前記空き容量が前記特定容量よりも小さい場合は、前記フラッシュメモリに記憶されている所定のデータを他の記憶手段に待避させて前記特定容量を確保した後、前記データの書き込みを行う、ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記フラッシュメモリの状態は、前記フラッシュメモリのサイズ、使用時間、書き込み回数の少なくとも一つに基づいて規定され、
前記特定容量は、書き込むデータのデータ量に前記フラッシュメモリの状態に応じて変化する容量を付加した容量であり、
前記特定容量を確保することにより、前記所定の処理のパフォーマンスが維持される、ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 画像に関する処理に使用するデータを一時的に記憶するフラッシュメモリを備える画像処理装置において、
画像に関する所定の処理の実行時に前記フラッシュメモリに書き込まれるデータ量を予測するデータ予測部と、
前記フラッシュメモリへのデータの書き込みを制御する書き込み制御部と、を備え、
前記書き込み制御部は、前記所定の処理に使用するデータを前記フラッシュメモリに書き込む際に、前記予測したデータ量のデータを前記フラッシュメモリに書き込んだ場合に前記所定の処理のパフォーマンスを維持できるか否かを判断し、前記パフォーマンスを維持できると判断した場合は、前記データの書き込みを行い、前記パフォーマンスを維持できないと判断した場合は、前記フラッシュメモリに記憶されている所定のデータを他の記憶手段に待避させた後、前記データの書き込みを行う、ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記書き込み制御部は、前記所定の処理が終了した後、前記待避させた所定のデータを前記フラッシュメモリに書き戻す、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の画像処理装置。
- 前記書き込み制御部は、前記所定のデータを圧縮して前記他の記憶手段に待避させる、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の画像処理装置。
- 前記書き込み制御部は、前記フラッシュメモリに記憶されているデータの内の、最後のアクセスが相対的に古い、アクセス頻度が相対的に低い、又は、重要度が相対的に低いデータを前記所定のデータとして選択する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の画像処理装置。
- 前記フラッシュメモリは、複数のセルからなるページ単位で書き込みを行い、複数のページからなるブロック単位で消去を行うNANDフラッシュメモリである、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一に記載の画像処理装置。
- 前記画像処理装置は、画像形成装置であり、
前記フラッシュメモリは、スキャン処理又は印刷処理に使用するデータを一時的に記憶するバッファメモリとして使用される、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一に記載の画像処理装置。 - 前記書き込み制御部は、コレート印刷を行う場合に、前記空き容量と前記特定容量との比較、又は、前記パフォーマンスを維持できるか否かの判断を行う、ことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
- 前記書き込み制御部は、自動紙送り装置から搬送される複数の原稿をスキャンする場合に、前記空き容量と前記特定容量との比較、又は、前記パフォーマンスを維持できるか否かの判断を行う、ことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
- 画像に関する処理に使用するデータを一時的に記憶するフラッシュメモリを備える、画像処理装置又は当該画像形成装置を制御する制御装置で動作する書き込み制御プログラムであって、
前記画像処理装置又は前記制御装置に、
前記フラッシュメモリの状態を判定する状態判定処理、
前記フラッシュメモリへのデータの書き込みを制御する書き込み制御処理、を実行させ、
前記書き込み制御処理では、画像に関する所定の処理に使用するデータを前記フラッシュメモリに書き込む際に、前記フラッシュメモリの空き容量と前記フラッシュメモリの状態に基づいて設定される特定容量とを比較し、前記空き容量が前記特定容量以上の場合は、前記データの書き込みを行い、前記空き容量が前記特定容量よりも小さい場合は、前記フラッシュメモリに記憶されている所定のデータを他の記憶手段に待避させて前記特定容量を確保した後、前記データの書き込みを行う、ことを特徴とする書き込み制御プログラム。 - 前記フラッシュメモリの状態は、前記フラッシュメモリのサイズ、使用時間、書き込み回数の少なくとも一つに基づいて規定され、
前記特定容量は、書き込むデータのデータ量に前記フラッシュメモリの状態に応じて変化する容量を付加した容量であり、
前記特定容量を確保することにより、前記所定の処理のパフォーマンスが維持される、ことを特徴とする請求項11に記載の書き込み制御プログラム。 - 画像に関する処理に使用するデータを一時的に記憶するフラッシュメモリを備える、画像処理装置又は当該画像形成装置を制御する制御装置で動作する書き込み制御プログラムであって、
前記画像処理装置又は前記制御装置に、
画像に関する所定の処理の実行時に前記フラッシュメモリに書き込まれるデータ量を予測するデータ予測処理、
前記フラッシュメモリへのデータの書き込みを制御する書き込み制御処理、を実行させ、
前記書き込み制御処理では、前記所定の処理に使用するデータを前記フラッシュメモリに書き込む際に、前記予測したデータ量のデータを前記フラッシュメモリに書き込んだ場合に前記所定の処理のパフォーマンスを維持できるか否かを判断し、前記パフォーマンスを維持できると判断した場合は、前記データの書き込みを行い、前記パフォーマンスを維持できないと判断した場合は、前記フラッシュメモリに記憶されている所定のデータを他の記憶手段に待避させた後、前記データの書き込みを行う、ことを特徴とする書き込み制御プログラム。 - 前記書き込み制御処理では、前記所定の処理が終了した後、前記待避させた所定のデータを前記フラッシュメモリに書き戻す、ことを特徴とする請求項11乃至13のいずれか一に記載の書き込み制御プログラム。
- 前記書き込み制御処理では、前記所定のデータを圧縮して前記他の記憶手段に待避させる、ことを特徴とする請求項11乃至14のいずれか一に記載の書き込み制御プログラム。
- 前記書き込み制御処理では、前記フラッシュメモリに記憶されているデータの内の、最後のアクセスが相対的に古い、アクセス頻度が相対的に低い、又は、重要度が相対的に低いデータを前記所定のデータとして選択する、ことを特徴とする請求項11乃至15のいずれか一に記載の書き込み制御プログラム。
- 前記フラッシュメモリは、複数のセルからなるページ単位で書き込みを行い、複数のページからなるブロック単位で消去を行うNANDフラッシュメモリである、ことを特徴とする請求項11乃至16のいずれか一に記載の書き込み制御プログラム。
- 画像に関する処理に使用するデータを一時的に記憶するフラッシュメモリを備える画像処理装置における書き込み制御方法であって、
前記フラッシュメモリの状態を判定する状態判定処理と、
前記フラッシュメモリへのデータの書き込みを制御する書き込み制御処理と、を実行し、
前記書き込み制御処理では、画像に関する所定の処理に使用するデータを前記フラッシュメモリに書き込む際に、前記フラッシュメモリの空き容量と前記フラッシュメモリの状態に基づいて設定される特定容量とを比較し、前記空き容量が前記特定容量以上の場合は、前記データの書き込みを行い、前記空き容量が前記特定容量よりも小さい場合は、前記フラッシュメモリに記憶されている所定のデータを他の記憶手段に待避させて前記特定容量を確保した後、前記データの書き込みを行う、ことを特徴とする書き込み制御方法。 - 前記フラッシュメモリの状態は、前記フラッシュメモリのサイズ、使用時間、書き込み回数の少なくとも一つに基づいて規定され、
前記特定容量は、書き込むデータのデータ量に前記フラッシュメモリの状態に応じて変化する容量を付加した容量であり、
前記特定容量を確保することにより、前記所定の処理のパフォーマンスが維持される、ことを特徴とする請求項18に記載の書き込み制御方法。 - 画像に関する処理に使用するデータを一時的に記憶するフラッシュメモリを備える画像処理装置における書き込み制御方法であって、
画像に関する所定の処理の実行時に前記フラッシュメモリに書き込まれるデータ量を予測するデータ予測処理と、
前記フラッシュメモリへのデータの書き込みを制御する書き込み制御処理と、を実行し、
前記書き込み制御処理では、前記所定の処理に使用するデータを前記フラッシュメモリに書き込む際に、前記予測したデータ量のデータを前記フラッシュメモリに書き込んだ場合に前記所定の処理のパフォーマンスを維持できるか否かを判断し、前記パフォーマンスを維持できると判断した場合は、前記データの書き込みを行い、前記パフォーマンスを維持できないと判断した場合は、前記フラッシュメモリに記憶されている所定のデータを他の記憶手段に待避させた後、前記データの書き込みを行う、ことを特徴とする書き込み制御方法。 - 前記書き込み制御処理では、前記所定の処理が終了した後、前記待避させた所定のデータを前記フラッシュメモリに書き戻す、ことを特徴とする請求項18乃至20のいずれか一に記載の書き込み制御方法。
- 前記書き込み制御処理では、前記所定のデータを圧縮して前記他の記憶手段に待避させる、ことを特徴とする請求項18乃至21のいずれか一に記載の書き込み制御方法。
- 前記書き込み制御処理では、前記フラッシュメモリに記憶されているデータの内の、最後のアクセスが相対的に古い、アクセス頻度が相対的に低い、又は、重要度が相対的に低いデータを前記所定のデータとして選択する、ことを特徴とする請求項18乃至22のいずれか一に記載の書き込み制御方法。
- 前記フラッシュメモリは、複数のセルからなるページ単位で書き込みを行い、複数のページからなるブロック単位で消去を行うNANDフラッシュメモリである、ことを特徴とする請求項18乃至23のいずれか一に記載の書き込み制御方法。
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