JPWO2017090138A1 - データ転送装置、データ転送方法及びデータ転送プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
これに対して、CPUが介在するデータ転送のことをPIO(Programmed IO)という。DMA転送とPIOとのどちらを用いるかが、装置の起動時にOS(Operating System)により設定され、DMA転送とPIOとが混在して用いられることはない。
DMA転送のトランザクションを実行中は、データの転送にバスが占有されるため、他のDMA転送のトランザクションは待たされる。
この発明は、DMA転送を効率的に行いつつ、待ち時間を短くすることを目的とする。
主記憶装置と周辺装置との間のデータ転送を行うデータ転送装置であり、
前記データ転送の発生頻度が高いほど、1回の前記データ転送において転送されるデータ量を示す転送長を短く設定する設定部と、
前記設定部によって設定された転送長により、主記憶装置と周辺装置との間のデータ転送を指示する転送部と
を備える。
***構成の説明***
図1を参照して、実施の形態1に係るデータ転送装置10の構成を説明する。
データ転送装置10は、コンピュータである。
データ転送装置10は、プロセッサ11と、主記憶装置12と、周辺装置13と、DMAC14(DMA Controller)とを備える。実施の形態1では、周辺装置13は、2次記憶装置131である。周辺装置13は、オーディオコントローラ、ディスプレイコントローラ、センサー、LED表示器、CAN(登録商標,Controller Area Network)といったネットワークのインタフェースであってもよい。周辺装置13は、複数備えられていてもよい。プロセッサ11は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
2次記憶装置131には、OS20と入出力部30とアプリケーション40とを実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、主記憶装置12にロードされる。主記憶装置12にロードされたプログラムは、プロセッサ11に読み込まれ、プロセッサ11によって実行される。
主記憶装置12は、具体的には、RAM(Random Access Memory)である。
2次記憶装置131は、具体的には、HDD(Hard Disk Drive)である。また、2次記憶装置は、SD(Secure Digital)メモリカード、CF(CompactFlash)、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVDといった可搬記憶媒体であってもよい。
DMAC14は、DMA転送を行うLSI(Large Scale Integration)である。図1では、DMAC14が周辺装置13と独立して示されているが、DMAC14は周辺装置13に内蔵されていてもよい。
図2から図4を参照して、実施の形態1に係るデータ転送装置10の動作を説明する。
実施の形態1に係るデータ転送装置10の動作は、実施の形態1に係るデータ転送方法に相当する。また、実施の形態1に係るデータ転送装置10の動作は、実施の形態1に係るデータ転送プログラムの処理に相当する。
実施の形態1では、データ転送装置10は、主記憶装置12と2次記憶装置131との間で、DMA転送によりデータ転送を行う。
OS20では、ステップS101からステップS102の処理と、ステップS103からステップS107の処理とが並行して実行される。
要求部21は、処理が変わった場合、処理をステップS102に進める。一方、処理が変わっていない場合、一定時間経過後、ステップS101を再び実行する。
具体的には、要求部21は、プロセッサ11で行われている処理が変わると、プロセッサ11で行われている処理により、データ転送の発生頻度を推定する。要求部21は、プロセッサ11で実行されるプログラム毎に、単位時間当たりのデータ転送の発生予想数を事前に記憶しておき、プロセッサ11で実行されているプログラムについて記憶された発生予想数を合計してデータ転送の発生頻度を推定することが可能である。要求部21は、データ転送の発生頻度が高いほど、1回の前記データ転送において転送されるデータ量を示す転送長が短くなるように転送長を決定する。そして、要求部21は、決定した転送長を主記憶装置12に書き込むとともに、主記憶装置12における変更要求フラグに1を設定する。
アクセス部22は、読出要求を受け付けた場合、処理をステップS104に進め、読出要求を受け付けていない場合、一定時間経過後、再びステップS103を実行する。
アクセス部22は、未転送の場合、処理をステップS105に進め、転送済の場合、処理をステップS107に進める。
アクセス部22は、転送要求として、転送元となる2次記憶装置131のアドレスを示す転送元アドレスと、転送先となる主記憶装置12のアドレスを示す転送先アドレスと、転送長とを書き込む。ここでの転送長は、ステップS102で決定された転送長にしてもよいし、ステップS102で決定された転送長とは無関係に決定されてもよい。具体的には、ここでの転送要求が効率的に処理されるように、ステップS102で決定された転送長とは無関係に転送長を長くしてもよい。
ステップS201では、転送部32は、動作開始状態になったか否かを判定する。実施の形態1では、転送部32は、データ転送装置10の起動が開始されると、動作開始状態になったと判定するものとする。なお、転送部32は、OS20の初期化処理が開始された、アプリケーション40の起動を開始された、アプリケーション40が地図といったデータの表示を開始した、外部からの入力を契機としてプロセッサ11が処理を開始したといった他の状態になった場合に、動作開始状態になったと判定してもよい。
転送部32は、動作開始状態になった場合、処理をステップS202に進め、動作開始状態になっていない場合、一定時間経過後、再びステップS201を実行する。
ステップS202では、設定部31は、ステップS102で要求部21から変更要求が出力されたか否かを判定する。具体的には、設定部31は、主記憶装置12における変更要求フラグに1が設定されている場合、変更要求が出力されたと判定する。
設定部31は、変更要求が出力された場合、処理をステップS203に進め、変更要求が出力されていない場合、処理をステップS205に進める。
図4では、データ転送装置10の起動時の動作が示されている。図4では、実線矢印が要求の流れを示しており、破線矢印がデータの流れを示している。ここでは、データ転送は、セクタ単位で行われるとする。
すると、処理A12では、設定部31が変更要求に応じて転送長変数に2セクタを設定する(ステップS202〜S204)。そして、転送部32が変更後の転送長変数に従い、DMA転送を行う(ステップS205)。これにより、2次記憶装置131のセクタ7〜8が主記憶装置12に転送される。
この間に、転送部32によって2度のDMA転送が行われ、2次記憶装置131のセクタ9〜10及びセクタ11〜12が主記憶装置12に転送されたとする。
その後、転送部32によって2度のDMA転送が行われ、2次記憶装置131のセクタ13〜14及びセクタ15〜16が主記憶装置12に転送されたとする。
すると、処理A13では、設定部31が変更要求に応じて転送長変数に4セクタを設定する(ステップS202〜S204)。そして、転送部32が変更後の転送長変数に従い、DMA転送を行う(ステップS205)。これにより、2次記憶装置131のセクタ17〜20が主記憶装置12に転送される。
以降、転送部32によってDMA転送が繰り返され、2次記憶装置131のセクタ21〜40が主記憶装置12に転送される。
以上のように、実施の形態1に係るデータ転送装置10では、データ転送の発生頻度が高いほど転送長が短くなる。そのため、データ転送の発生頻度が低く、待ちが発生し辛い場合には、転送長が長くなり、データ転送時間を短くできる。一方、データ転送の発生頻度が高く、待ちが発生し易い場合には、転送長が短くなり、待ち時間を短くできる。
実施の形態1では、データ転送装置10の起動が開始されると、動作開始状態になったと判定される。つまり、実施の形態1に係るデータ転送装置10では、データ転送装置10の起動時に、予め指定された指定データを周辺装置13である2次記憶装置131から主記憶装置12に転送する。そのため、データ転送装置10の起動後にOS20及びアプリケーション40からデータを要求される前に、OS20及びアプリケーション40から要求されると予想されるデータを主記憶装置12に転送しておくことができる。
実施の形態1に係るデータ転送装置10を車載器に適用すれば、起動処理の妨げにならないように待ち時間を減らしつつ、2次記憶装置から主記憶装置へのデータ転送時間を短くできる。これにより、車載器のサービス提供までの時間を短くすることができる。
実施の形態1に係るデータ転送装置10を車載器に適用すれば、利用者へのサービス提供のための処理の妨げにならないように待ち時間を減らしつつ、主記憶装置から2次記憶装置へのデータ転送時間を短くできる。これにより、利用者への影響を抑えつつ、サービス提供に重要なデータを確実に保存することが可能になる。
<変形例1>
実施の形態1では、OS20と入出力部30とが同一のプロセッサ11で実行された。しかし、変形例1として、OS20と入出力部30とはそれぞれ別のプロセッサ11で並列に実行されてもよい。この変形例1について、実施の形態1と異なる点を説明する。
データ転送装置10は、プロセッサ11A及びプロセッサ11Bと、主記憶装置12と、周辺装置13と、DMAC14とを備える。OS20は、プロセッサ11Aに読み込まれ、プロセッサ11Aによって実行される。入出力部30は、プロセッサ11Bに読み込まれ、プロセッサ11Bによって実行される。
実施の形態1では、入出力部30がOS20とは別に動作するソフトウェアであった。しかし、変形例2として、入出力部30がOS20上で動作するソフトウェアであってもよい。この変形例2について、実施の形態1と異なる点を説明する。
データ転送装置10は、OS20と、アプリケーション40とを備える。OS20は、機能構成として、要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32とを備える。設定部31と転送部32とは、デバイスドライバであってもよいし、ユーザランドのソフトウェアであってもよい。また、スレッド、プロセスとして動作するソフトウェアであってもよい。
実施の形態1では、要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32との機能がソフトウェアで実現された。しかし、変形例3として、要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32との機能はハードウェアで実現されてもよい。この変形例3について、実施の形態1と異なる点を説明する。
要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32との機能がハードウェアで実現される場合、データ転送装置10は、さらに、処理回路15とを備える。処理回路15は、要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32との機能を実現する専用の電子回路である。
各部の機能を1つの処理回路15で実現してもよいし、各部の機能を複数の処理回路15に分散させて実現してもよい。
変形例4として、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。つまり、要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32とのうち、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。
実施の形態1では、プロセッサ11で行われている処理により、データ転送の発生頻度が推定され、転送長が決定された。実施の形態2では、さらに、データ転送を要求する要求元の数によっても、データ転送の発生頻度が推定され、転送長が決定される点が実施の形態1と異なる。実施の形態2では、この異なる点について説明する。
図8を参照して、実施の形態2に係るデータ転送装置10の構成を説明する。
実施の形態2では、周辺装置13は、2次記憶装置131と、インタフェース132である。
インタフェース132は、Bluetooth(登録商標)、WiFi、CNAといったネットワークのインタフェースである。インタフェース132は、ネットワーク毎に設けられていてもよいし、複数のネットワークで共有された状態で設けられていてもよい。データ転送装置10は、インタフェース132を介して、外部装置50と接続される。
図9から図11を参照して、実施の形態2に係るデータ転送装置10の動作を説明する。
実施の形態2に係るデータ転送装置10の動作は、実施の形態2に係るデータ転送方法に相当する。また、実施の形態2に係るデータ転送装置10の動作は、実施の形態2に係るデータ転送プログラムの処理に相当する。
実施の形態2では、データ転送装置10は、主記憶装置12と、2次記憶装置131及びインタフェース132との間で、DMA転送によりデータ転送を行う。ここでは、2次記憶装置131及びインタフェース132は、同一のバスを用いて主記憶装置12とデータ転送を行うものとする。
OS20では、ステップS301からステップS302の処理と、ステップS303からステップS307の処理と、ステップS308からステップS311の処理とが並行して実行される。
要求部21は、少なくともいずれかが変わった場合、処理をステップS302に進める。一方、いずれも変わっていない場合、一定時間経過後、ステップS301を再び実行する。
具体的には、要求部21は、プロセッサ11で行われている処理と、同一のバスを用いるデータ転送を要求する要求元の数とにより、データ転送の発生頻度を推定する。要求部21は、データ転送の発生頻度が高いほど、1回の前記データ転送において転送されるデータ量を示す転送長が短くなるように転送長を決定する。そして、要求部21は、決定した転送長を主記憶装置12に書き込むとともに、主記憶装置12における変更要求フラグに1を設定する。ここでは、第1転送部321と第2転送部322とについて別々に転送長が書き込まれ、第1転送部321と第2転送部322とについて別々に変更要求フラグが設定される。
アクセス部22は、取得要求を受け付けた場合、処理をステップS309に進め、取得要求を受け付けていない場合、一定時間経過後、再びステップS308を実行する。
なお、アクセス部22は、データを受け渡すと、インタフェース132を無効にする。具体的には、アクセス部22は、インタフェース132の電源をオフにする。
入出力部30では、ステップS401からステップS405の処理と、ステップS406からステップS410の処理とが並行して実行される。
第2転送部322は、データを受信した場合、処理をステップS407に進め、受信していない場合、一定時間経過後、再びステップS406を実行する。
ステップS407では、設定部31は、ステップS302で要求部21から変更要求が出力されたか否かを判定する。具体的には、設定部31は、主記憶装置12における第2転送部322用の変更要求フラグに1が設定されている場合、変更要求が出力されたと判定する。
設定部31は、変更要求が出力された場合、処理をステップS408に進め、変更要求が出力されていない場合、処理をステップS410に進める。
図11では、データ転送装置10の起動時の動作が示されている。図11では、実線矢印が要求の流れを示しており、破線矢印がデータの流れを示している。ここでは、2次記憶装置131についてのデータ転送はセクタ単位で行われ、インタフェース132についてのデータ転送はバイト単位で行われる。
この間に、転送部32によって2度のDMA転送が行われ、2次記憶装置131のセクタ9〜10及びセクタ11〜12が主記憶装置12に転送されたとする。
すると、処理A23では、設定部31が変更要求に応じて第2転送部322用の転送長変数に512バイトを設定する(ステップS407〜S409)。そして、第2転送部322が変更後の転送長変数に従い、DMA転送を行う(ステップS410)。これにより、インタフェース132から512バイトのデータが主記憶装置12に転送される。
すると、処理B24では、インタフェース132が受信したデータが全て転送されたため、アクセス部22がインタフェース132を無効にする(ステップS410)。これにより、データ転送装置10の電力消費が抑えられる。
以上のように、実施の形態2に係るデータ転送装置10では、プロセッサ11で行われている処理だけでなく、データ転送を要求する要求元の数によっても、データ転送の発生頻度が推定され、転送長が決定される。そのため、データ転送を行う外部装置50が接続された場合には、より適切にデータ転送の発生頻度が推定でき、より適切に転送長を決定することができる。
<変形例5>
実施の形態2では、データ転送を要求する要求元の数が増えると、転送長が短く設定された。しかし、変形例5として、一部の要求元の転送長を長くし、他の要求元の転送長を短くしてもよい。この変形例5について、実施の形態2と異なる点を説明する。
要求部21は、データ転送を要求する要求元の数が増えると、優先度が高である要求元についての転送長を長くし、優先度が低である要求元についての転送長を短くするように要求する。変形例5では、図11の処理B23では、要求部21が第1転送部321についての転送長を2セクタよりも短い1セクタに変更するとともに、第2転送部322についての転送長を1536バイトよりも長い3072バイトに変更する変更要求を出力する。
以上のように、優先度が高い要求元についての転送長を長くすることで、優先度が高い要求元についてのデータ転送を早く完了させることが可能となる。
実施の形態1と同じように、要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32との機能がソフトウェアで実現された。しかし、実施の形態1の変形例3と同じように、要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32との機能はハードウェアで実現されてもよい。また、実施の形態1の変形例4と同じように、要求部21と、アクセス部22と、設定部31と、転送部32とは、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。
Claims (7)
- 主記憶装置と周辺装置との間のデータ転送を行うデータ転送装置であり、
前記データ転送の発生頻度が高いほど、1回の前記データ転送において転送されるデータ量を示す転送長を短くすることを要求する要求部と、
前記要求部によって要求された転送長に従い、主記憶装置と周辺装置との間のデータ転送を指示する転送部と
を備えるデータ転送装置。 - 前記要求部は、プロセッサで行われている処理により、前記データ転送の発生頻度を推定する
請求項1に記載のデータ転送装置。 - 前記要求部は、前記データ転送を要求する要求元の数により、前記データ転送の発生頻度を推定する
請求項1又は2に記載のデータ転送装置。 - 前記要求部は、一部の前記要求元については他の前記要求元よりも転送長を長くすることを要求する
請求項3に記載のデータ転送装置。 - 前記要求部は、前記データ転送装置の起動時において、前記データ転送装置のOS(Operating System)の初期化後は、前記OSの初期化中よりも、前記データ転送の発生頻度が多いと推定し、
前記転送部は、前記データ転送装置の起動時に、指定データを前記周辺装置から前記主記憶装置に転送する
請求項1から4までのいずれか1項に記載のデータ転送装置。 - 主記憶装置と周辺装置との間のデータ転送を行うデータ転送方法であり、
前記データ転送の発生頻度が高いほど、1回の前記データ転送において転送されるデータ量を示す転送長を短くすることを要求し、
要求された転送長に従い、主記憶装置と周辺装置との間のデータ転送を指示するデータ転送方法。 - 主記憶装置と周辺装置との間のデータ転送を行うデータ転送プログラムであり、
前記データ転送の発生頻度が高いほど、1回の前記データ転送において転送されるデータ量を示す転送長を短くすることを要求する要求処理と、
前記要求処理によって要求された転送長に従い、主記憶装置と周辺装置との間のデータ転送を指示する転送処理と
をコンピュータに実行させるデータ転送プログラム。
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