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Die
Erfindung betrifft verbesserte Bild-Reproduktionssysteme. Im Besonderen
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Flusssteuerung und Speicherung
von Daten zum Verringern des Umfangs an elektronischem Speicher
in einem Bild-Reproduktionssystem.
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Elektrofotografische
Kopierer, wie beispielsweise digitale Kopierer, finden in vielen
Betriebs- und Geschäftsumgebungen
breite Anwendung. Bei einem digitalen Kopierer erfasst eine Eingabeabtasteinrichtung
ein Dokumentenbild und wandelt das erfasste Bild in digitale Daten
um. Anschließend
komprimiert eine Steuereinheit die Bilddaten und leitet die komprimierten
Daten entweder an eine geeignete Druckvorrichtung weiter oder speichert
die Daten in einem Systemspeicher. Der Systemspeicher umfasst üblicherweise
sowohl einen Magnetplattenspeicher als auch einen elektronischen
Speicher. In herkömmlichen
Systemen besteht ein elektronischer Speicher aus RAM (Random Access
Memory)-Einrichtungen, wie beispielsweise DRAM. Der DRAM wird hauptsächlich als
ein Seiten-Puffer zur Zwischenspeicherung von Bilddaten verwendet.
Um ein Bild von 8,5 × 11,0
Zoll zu speichern, das 600 × 1200
dpsi (dots per square inch-Punkte
pro Quadratzoll) aufweist, erfordern monochrome Anwendungen typischerweise
8,4 MByte DRAM. Darüber
hinaus benötigen
selbst relativ einfache Kopierer eine Bilddaten-Bandbreite von 6 bis
7 MByte pro Sekunde. Ein Nachteil des Speicherns von Bilddaten in
einem DRAM besteht darin, dass er im Gegensatz zu anderen, preiswerteren
Sekundärspeichereinrichtungen,
wie beispielsweise Magnetplatten, Magnetbändern, optionalen Platten- oder
Nicht-DRAM-Festkörper-Speichern,
relativ teuer ist.
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Um
den Umfang an erforderlichem DRAM zu verringern, spoolen herkömmliche
Kopierer Bilddaten während
des Abtastens von dem DRAM auf einen Magnetplattenspeicher. Zum
Drucken spoolt der Kopierer die Bilddaten nachfolgend von der Magnetplatte
zurück
auf den DRAM. Um die Datenübertragung
zwischen dem DRAM und dem Magnetplattenspeicher zu vereinfachen,
betreiben herkömmliche SCSI-basierte
Hochleistungs-Plattensubsysteme Platten-Steuereinheiten als Bus-Master.
Wenn die Platten-Steuereinheit in einem Master-Modus arbeitet, kann
sie die Rate erhöhen,
mit der Daten zwischen Magnetplattenspeicher und DRAM gespoolt werden.
Allerdings verwenden, selbst mit den vorstehend diskutierten Verbesserungen,
die herkömmlichen Kopierer
nichtsdestotrotz weiterhin große
Mengen an teuerem DRAM und vergeuden erheblich viel Zeit für das Durchführen von
Spooling-Vorgängen.
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US-A-5517325 beschreibt
eine Bilddatenübertragungs-Steuereinheit
zum Durchführen
einer effizienten DMA-Übertragung
in einer Faxeinrichtung. Die darin beschriebene Vorrichtung verwendet
eine CPU, um eine DMA-Datenübertragung
von einem ersten und zweiten Speicher zu initiieren und zu überwachen.
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US-A-5303341 beschreibt
einen Videoprozessor für
eine Druckvorrichtung, wobei Bilddaten unter der Steuerung des Prozessors
von einer Eingabeeinrichtung zu einer Ausgabeeinrichtung übertragen
werden. Wie der vorstehend beschriebene Stand der Technik verwendet
die darin beschriebene Vorrichtung den DRAM während der Übertragung von Bilddaten als
einen Seiten-Puffer.
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Die
Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Flusssteuerung und Speicherung
von Daten (im Folgenden als „Steuerungs-und-Speicherungs-Vorrichtung" bezeichnet) zum
Betrieb in einem Bild-Reproduktionssystem bereit. In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
umfasst die Steuerungs-und-Speicherungs-Vorrichtung einen digitalen
Kommunikations-Bus,
eine Speichereinrichtung, eine Bildausgabe-Steuereinheit, eine Bildeingabe-Steuereinheit sowie
eine Speicher-Steuereinheit. Die Bildausgabe-Steuereinheit, die
Bildeingabe-Steuereinheit sowie die Speicher-Steuereinheit kommunizieren
digital über
den digitalen Kommunikations-Bus. Die Speichereinrichtung umfasst
ein Nicht-RAM-Sekundärspeicherelement.
Optional kommunizieren die Speichereinrichtung und die Speicher-Steuereinheit über eine
SCSI-Schnittstelle. In einer weiteren Ausführungsform kann die Speichereinrichtung
ein Magnetband, eine Magnetplatte, eine optische Platte, ein Festkörper-Speicher
oder ein beliebiger anderer Typ von digitalem Speicher mit Ausnahme
eines DRAMs sein.
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Die
Erfindung reduziert somit die Systemkosten durch Verringern des
für das
Betreiben von Bild-Reproduktionssystemen erforderlichen Umfangs
an DRAM. Weiterhin erhöht
die Erfindung die Geschwindigkeit, mit der Bilddaten übertragen
werden können,
indem sie die Anzahl an Spooling-Vorgängen reduziert.
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Der
digitale Kommunikations-Bus, optional ein PCI-Bus, überträgt digitale
Bilddaten in dem Bild-Reproduktionssystem. Die Speichereinrichtung speichert
die digitalen Bilddaten. Die Bildausgabe-Steuereinheit empfängt digitale
Bilddaten über den
digitalen Kommunikations-Bus und kann die empfangenen digitalen
Bilddaten an ein externes Ziel ausgeben. Die Bildeingabe-Steuereinheit
ist so eingerichtet, dass sie digitale Bilddaten von einer externen
Quelle empfängt
und die empfangenen digitalen Bilddaten über den digitalen Kommunikations-Bus überträgt.
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Die
Speicher-Steuereinheit ist so eingerichtet, dass sie digitale Bilddaten
direkt von der Speichereinrichtung empfängt und Bilddaten über den
digitalen Kommunikations-Bus direkt zu der Bildausgabe-Steuereinheit überträgt. Die
Speicher-Steuereinheit ist darüber
hinaus so eingerichtet, dass sie digitale Bilddaten direkt von der
Bildeingabe-Steuereinheit
empfängt
und die digitalen Bilddaten direkt zu der Speichereinrichtung überträgt. Optional
arbeitet die Speicher-Steuereinheit in einem Master-Modus, um die
Steuerung des digitalen Kommunikations-Busses zu übernehmen,
und überträgt Blöcke digitaler
Bilddaten in einem Burst-Format. In einer weiteren Ausführungsform
enthält
die Speicher-Steuereinheit einen Puffer-Cache-Speicher mit einem Schreib-Pufferabschnitt
und einem Lese-Pufferabschnitt. Der Schreib-Pufferabschnitt kann
einen Block digitaler Bilddaten zur direkten Übertragung von der Bildeingabe-Steuereinheit
zu der Speichereinrichtung akkumulieren. Auf eine ähnliche
Weise kann der Lese-Pufferabschnitt einen Block digitaler Bilddaten zur
direkten Übertragung
von der Speichereinrichtung zu der Bildeingabe-Steuereinheit akkumulieren. Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform ist
der Puffer-Cache-Speicher ein FIFO-Cache-Speicher.
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In
einer weiteren Ausführungsform
enthält die
Bildausgabe-Steuereinheit einen Ausgabe-Cache-Speicher zum Akkumulieren
eines Blocks digitaler Bilddaten zum Ausgeben. Darüber hinaus
enthält die
Speicher-Steuereinheit eine Lese-Master-Steuereinheit. Die Lese-Master-Steuereinheit
stellt fest, ob der Ausgabe-Cache-Speicher über ausreichend Speicher verfügt, um einen
Block digitaler Bilddaten zum empfangen. In Reaktion auf das Feststellen, dass
ausreichend Speicher verfügbar
ist, schreibt die Master-Steuereinheit einen Block digitaler Bilddaten aus
dem Lese-Pufferabschnitt
des Puffer-Cache-Speichers direkt in den Ausgabe-Cache-Speicher.
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Optional
fragt die Lese-Master-Steuereinheit die Bildausgabe-Steuereinheit
ab, um festzustellen, ob der Ausgabe-Cache-Speicher über ausreichend Speicher
zum Empfangen eines Blocks digitaler Bilddaten verfügt. Des
Weiteren enthält
die Bildausgabe-Steuereinheit
Ausgabe-Steuerelemente, die digital mit dem Ausgabe-Cache-Speicher
und dem digitalen Kommunikations-Bus kommunizieren. In Reaktion
auf eine Abfrage von der Lese-Master-Steuereinheit signalisieren
die Ausgabe-Steuerelemente der Lese-Master-Steuereinheit, ob ausreichend
Speicher in dem Ausgabe-Cache-Speicher zum Empfangen eines Blocks
digitaler Bilddaten verfügbar
ist. In Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
signalisieren die Ausgabe-Steuerelemente der Lese-Master-Steuereinheit eine
PCI-Trennung in Reaktion darauf, dass in dem Ausgabe-Cache-Speicher nicht ausreichend
Speicher verfügbar
ist.
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In Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
die Bildeingabe-Steuereinheit einen Eingabe-Cache-Speicher zum Akkumulieren
eines Blocks digitaler Bilddaten zur Übertragung zu dem Schreib-Pufferabschnitt
des Puffer-Cache-Speichers.
Darüber
hinaus enthält
die Speicher-Steuereinheit eine Schreib-Master-Steuereinheit, die feststellt, ob der
Eingabe-Cache-Speicher einen Block digitaler Bilddaten akkumuliert
hat. Wenn festgestellt wird, dass ein Block digitaler Bilddaten
akkumuliert wurde, überträgt die Schreib-Master-Steuereinheit
den Block digitaler Bilddaten aus dem Eingabe-Cache-Speicher direkt
in den Eingabe-Pufferabschnitt des Puffer-Cache-Speichers.
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In Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
signalisiert die Schreib-Master-Steuereinheit
der Bildeingabe-Steuereinheit, festzustellen, ob der Eingabe-Cache-Speicher einen Block
von Bilddaten akkumuliert hat. Darüber hinaus enthält die Bildausgabe-Steuereinheit
Eingabe-Steuerelemente, die digital mit dem Eingabe-Cache-Speicher und mit
dem digitalen Kommunikations-Bus kommunizieren. Optional können, in
Reaktion darauf, dass der Eingabe-Cache-Speicher keinen Block von
Daten akkumuliert hat, die Eingabe-Steuerelemente der Schreib-Master-Steuereinheit
eine PCI-Trennung signalisieren, ohne Bilddaten zu übertragen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
enthält
die Steuerungs-und-Speicherungs-Vorrichtung der
Erfindung eine Loopback-Kanal-Steuereinheit, die digital mit dem
digitalen Kommunikations-Bus kommuniziert und so eingerichtet ist,
dass sie digitale Bilddaten über
den digitalen Kommunikations-Bus empfängt und die empfangenen digitalen
Bilddaten zur zusätzlichen
Verarbeitung ausgibt. Des Weiteren ist die Speicher-Steuereinheit so
eingerichtet, dass sie digitale Bilddaten über den digitalen Kommunikations-Bus
direkt zu der Loopback-Kanal-Steuereinheit überträgt.
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In Übereinstimmung
mit einer alternativen Ausführungsform
umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Bilddaten in
einem Bild-Reproduktionssystem. Entsprechend einer Ausführungsform
umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: Übertragen digitaler Bilddaten
von einem Bildeingabe-Abschnitt des Bild-Reproduktionssystems direkt zu einer
Speicher-Steuereinheit, die digital mit einer Speichereinrichtung
kommuniziert, wobei die Speichereinrichtung ein Nicht-RAM-Sekundärspeicher
ist; Übertragen
digitaler Bilddaten von der Speicher-Steuereinheit direkt zur der
Speichereinrichtung; Übertragen
digitaler Bilddaten von der Speichereinrichtung direkt zu der Speicher-Steuereinheit;
und Übertragen
der Bilddaten von der Speicher-Steuereinheit direkt zu einem Bildausgabe-Abschnitt
des Bild-Reproduktionssystems.
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Auf
diese Weise stellt die Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zur
Flusssteuerung und Speicherung von Bilddaten zusammen mit diesbezüglichen
Verfahren zum Betrieb in einem Bild-Reproduktionssystem bereit.
Entsprechend den Verbesserungen der Erfindung können Bilddaten von einer Eingabeschnittstelle,
wie beispielsweise einer optischen Scannerschnittstelle, direkt
zu einer Speichereinrichtung, wie beispielsweise einem magnetischen
oder optischen Speicher, übertragen
werden, ohne die abgetasteten Bilddaten in einem DRAM-Puffer zwischenzuspeichern.
Gleichermaßen
können
die Bilddaten ebenfalls ohne eine Zwischenspeicherung in einem DRAM-Puffer
von der Speichereinrichtung direkt zu einer Ausgabeschnittstelle,
wie beispielsweise einer Drucker-Schnittstelle oder einer zusätzlichen
Prozessor-Schnittstelle, übertragen
werden.
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Im
Folgenden werden einige Beispiele von Vorrichtungen entsprechend
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 ein
vereinfachtes Bild-Flussdiagramm eines Bild-Reproduktionssystems
ist, das für
die Verwendung einer Vorrichtung zur Flusssteuerung und Speicherung
von Daten entsprechend den Lehren der Erfindung geeignet ist;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines elektrofotografischen Drucksystems
ist, das für die
Verwendung einer Vorrichtung zur Flusssteuerung und Speicherung
von Daten entsprechend den Lehren der Erfindung geeignet ist;
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3 ein
schematisches Blockdiagramm ist, das die Hauptkomponenten des Systems
von 2 darstellt;
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4 ein
logisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Flusssteuerung und
Speicherung von Daten entsprechend einer illustrativen Ausführungsform
der Erfindung ist;
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5 ein
ausführlicheres
schematisches Blockdiagramm der Vorrichtung zur Flusssteuerung und
Speicherung von Daten von 4 ist; und
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6 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Methodik zum Umsetzen von Merkmalen
einer Vorrichtung zur Flusssteuerung und Speicherung von Daten entsprechend
den Lehren der Erfindung darstellt.
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Die
Erfindung stellt ein System zur Verbesserung eines Datenflusses
in einem Bild-Erzeugungs- oder
-Reproduktionssystem durch Eliminieren oder Verringern von Zwischendatenübertragungen
zwischen Sekundärspeicher
und elektronischem Speicher bereit. Die Erfindung stellt ferner
ein System zum Verringern des Umfangs an elektronischem Speicher
bereit, der in Bild-Erzeugungs- oder -Reproduktionssystemen verwendet
wird, indem Bilddaten direkt zwischen dem Sekundärspeicher und E/A-Einrichtungen übertragen
werden. Dieser Ansatz bietet einen Vorteil gegenüber herkömmlichen Systemen, die Bilddaten
wiederholt zwischen dem Sekundärspeicher
und dem elektronischen Speicher, wie beispielsweise dem DRAM, spoolen,
wodurch der DRAM folglich als ein Seiten-Puffer verwendet wird.
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Die
Erfindung kann in einer Anzahl von verschiedenen Typen von Bild-Erzeugungs- oder -Reproduktionssystemen
verwendet werden, die beispielsweise elektrofotografische, elektrostatische,
ionografische Systeme und dergleichen einschließen, die so eingerichtet sind,
dass sie Bilddaten, die mit einem bestimmten Objekt, wie beispielsweise
einem Dokument, assoziiert sind, erfassen und/oder speichern. Das
System der Erfindung ist für
die Implementierung in einer Vielzahl von Umgebungen, wie beispielsweise
in einem beliebigen der vorstehenden Typen von Bild-Reproduktionssystemen,
bestimmt, und ist nicht auf ein spezifisches hierin beschriebenes
System beschränkt.
Obwohl in den illustrativen Ausführungsformen
ein System und Verfahren der Erfindung in Zusammenhang mit einem
digitalen Bildkopierer beschrieben werden, soll die Erfindung nicht
auf derartige Techniken beschränkt
sein.
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1 stellt
ein vereinfachtes Bild-Flussdiagramm eines exemplarischen digitalen
Bildkopierers 10 dar, der für die Verwendung einer Vorrichtung
zur Flusssteuerung und Speicherung von Daten entsprechend den Lehren
der Erfindung geeignet ist. Der Kopierer 10 umfasst einen
Bildeingabeabschnitt 12, einen Steuerabschnitt 16 und
einen Bildausgabeabschnitt 18. Der Kopierer 10 umfasst
darüber
hinaus einen Systemspeicher 20. Der Eingabeabschnitt 12 ist
so eingerichtet, dass er ein Bild eines Dokuments akquiriert oder
empfängt.
Nach dem Akquirieren oder Empfangen eines Dokumentenbildes überträgt der Eingabeabschnitt 12 die
Bilddaten zu dem Systemspeicherabschnitt 20. Der Systemspeicher 20 kann beliebige
geeignete Nicht-DRAM-Sekundär-Speicherelemente
einschließen,
die zum Speichern von Bilddaten eingerichtet sind. Entsprechend
der illustrativen Ausführungsform
der Erfindung ist der Systemspeicher 20 vorzugsweise ein
Magnetplattenspeicher. In alternativen Ausführungsformen kann der Systemspeicher
jedoch optische Platten, ein Magnetband oder einen Nicht-DRAM-Festkörper-Speicher
einschließen,
wobei er jedoch nicht darauf beschränkt ist. Der Steuerabschnitt 16 enthält Elemente zum
Steuern der Übertragung
von Bilddaten von dem Eingabeabschnitt 12 zu dem Systemspeicher 20 sowie
zum Steuern der Übertragung
der Bilddaten von dem Systemspeicher 20 zu dem Bildausgabeabschnitt 18.
Obwohl die Steuerstufe 16 logisch als ein separater Block
dargestellt ist, kann der Steuerabschnitt 16 in dem gesamten
Kopierer 10 verteilt sein. Der dargestellte Bildausgabeabschnitt 18 kann
eine beliebige Vorrichtung zum Reproduzieren des Bildes auf einem
Substrat, wie beispielsweise einen herkömmlichen Drucker oder Kopierer,
umfassen, die beide in dem Stand der Technik bekannt und gut charakterisiert
sind.
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2 ist
eine perspektivische Darstellung des digitalen Mehrzweck-Bildkopierers 10 von 1. Wie
dies vorstehend dargelegt ist, verwendet der digitale Bildkopierer 10 eine
Vorrichtung zur Flusssteuerung und Speicherung von Daten entsprechend
den Lehren der Erfindung. Der dargestellte digitale Bildkopierer 10 ist
zu Erläuterungszwecken
wieder logisch in mehrere Abschnitte gemäß der Funktionalität unterteilt.
Wie dies in 1 dargestellt ist, schließen diese
Abschnitte einen Bildeingabeabschnitt 12, einen Steuerabschnitt 16 und
einen Bildausgabeabschnitt 18 ein. Der Bildeingabeabschnitt 12 umfasst sowohl
lokale (das heißt,
vor Ort) als auch entfernte Bildeingabeschnittstellen, wodurch das
System 10 in der Lage ist, Netzwerk-, Scan- und Druckdienste
in einem einzigen integrierten System bereitzustellen. Es können auch
andere Systemkombinationen und Anordnungen, die einer Person mit
gewöhnlicher
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik offensichtlich sind, in dem
digitalen Bildkopierer 10 eingesetzt werden, wie beispielsweise
ein eigenständiges
Drucksystem mit integrierten Bildeingabe- (das heißt, mit einem
Scanner), Steuereinheit- und Druckeranordnungen; ein Netzwerk-Drucksystem
mit entfernten Eingabe-, Steuereinheit- und Druckeranordnungen; und ähnliche
Systemkonfigurationen.
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Während ein
spezifischer Drucker-Bildausgabeabschnitt 18 in dem exemplarischen
digitalen Bildkopierer 10 dargestellt und beschrieben wird, sieht
die Erfindung ebenso die Verwendung anderer Typen von Drucksystemen
vor. Beispielsweise kann der Bildausgabeabschnitt 18 stattdessen
einen Tintenstrahldrucker, einen ionografischen Drucker, einen Thermodrucker,
einen fotografischen Drucker und dergleichen verwenden. Darüber hinaus
kann der Bildausgabeabschnitt 18 in elektronischen Anzeigesystemen,
wie beispielsweise CRTs, LCDs, LEDs oder anderen ähnlichen
Scan-, Verarbeitungs- oder Aufzeichnungssystemen oder alternativ
in anderen Signal-Übertragungs-,
Empfangs- und Aufzeichnungs-Systemen integriert sein.
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3 ist
ein logisches Blockdiagramm, das die Hauptkomponenten des digitalen
Bildkopierers 10 der 1 und 2 darstellt.
Zu Erläuterungszwecken
ist das System 10 logisch in den Bildeingabeabschnitt 12,
den Steuerabschnitt 16 und den Ausgabeabschnitt 18 unterteilt.
Jedoch können,
wie dies einer Person mit gewöhnlicher
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik offensichtlich ist, die Positionen der
verschiedenen Elemente, die als Abschnitte 12, 16 und 18 dargestellt
sind, umgeordnet werden, ohne den Betrieb des Kopierers 10 zu
beeinflussen. In Bezug auf die 2 und 3 enthält der Bildeingabeabschnitt 12 eine
Netzwerkschnittstelle 22 für die entfernte oder externe Übertragung
von Bilddaten in den Kopierer 10. Die Netzwerkschnittstelle 22 umfasst vorzugsweise
einen geeigneten Kommunikationskanal, wie beispielsweise eine Telefonleitung,
um zu ermöglichen,
dass Bilddaten von einer oder mehreren entfernten Quellen in den
Bildeingabeabschnitt 12 übertragen werden können. Alternative
Ausführungsformen
der Erfindung umfassen entfernte Bilddatenquellen, wie beispielsweise
Streamerband, Diskette, Videokamera und dergleichen.
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Für eine Bildeingabe
vor Ort umfasst der Bildeingabeabschnitt 12 einen Dokumentenscanner 24,
der optional einen universellen oder automatischen Dokument-Handler
(nicht dargestellt) zum Zwecke des automatischen und sequentiellen
Platzierens und Anordnens von Dokumenten zum Scannen einsetzt. Alternativ
sieht der Dokumentenscanner 24 einen manuellen Dokumentenmodus und/oder
einen CFF (Computer Forms Feeder – Computer-Formular-Einzugs)-Modus
vor, wobei der letztere dazu dient, um Dokumente in der Form von Endlospapier
aufzunehmen. Der Scanner 32 umfasst eine oder mehrere lineare
lichtempfindliche oder photoelektrische Anordnungen 26,
wie beispielsweise das ladungsgekoppelte Bauteil CCD (charge-coupled
device), zum hin- und herbewegenden Scannen unter einer Glasplatte 28.
Eine zugehörige
optische Anordnung fokussiert Licht, das von einem Dokument auf
der Platte 28 reflektiert wird, auf die photoelektrische
Anordnung 26. Die photoelektrische Anordnung 26 erzeugt
in Reaktion darauf elektrische Bildausgabesignale 30 (zum
Beispiel Pixel) und koppelt diese Signale in eine Analog-Digital-Umwandlungseinrichtung 32 zum
Umwandeln in digitale Bilddaten oder Signale 34 ein. Die
Umwandlungseinrichtung 32 koppelt die digitalen Bildsignale 34 anschließend in
einen Prozessor 36 zur weiteren Verarbeitung ein.
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Der
dargestellte Prozessor 36 bereitet die digitalen Bilddaten 34 zum
Drucken auf, indem er die digitalen Bilddaten 34 verbessert
und/oder ändert. Der
Prozessor 36 kann beispielsweise Filterung, Schwellwertbildung,
Rasterung, Beschneiden, Skalieren und ähnliche Funktionen durchführen. Nach jeglichen Änderungen
oder Anpassungen leitet der Prozessor 36 die aufbereiteten
digitalen Bilddaten 38 an den Steuerabschnitt 16 weiter.
Gleichermaßen überträgt die Netzwerkschnittstelle 22 extern
empfangene Bilddatensignale 40 zur Bearbeitung und Weiterleitung
an den Steuerabschnitt 16 zu dem Prozessor 36.
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Zu
Erläuterungszwecken
ist der Systemspeicher 20 in der Diskussion des Steuerabschnitts 16 beinhaltet.
Wie dies dargestellt ist, umfasst der Steuerabschnitt 16 eine
Bildeingabe-Steuereinheit 42, eine Benutzerschnittstelle 44,
eine System-Steuereinheit 46, einen Systemspeicher 20,
einen Bildbearbeitungsabschnitt 48, einen Bildkompressionsabschnitt 50 und
eine Bildausgabe-Steuereinheit 52. Die Bildeingabe-Steuereinheit 42 empfängt die
digitalen Bilddaten 38 von dem Prozessor 36. Der
Bildkompressionsabschnitt 50 komprimiert die Bilddaten 38 entsprechend
einem bekannten Kompressionsalgorithmus. Darüber hinaus zerlegt der Kompressionsabschnitt 50 die
Bilddaten 38 in Teilbilder (Slices), die(n) Bildzeilen
breit sind; wobei jedes Teilbild einen Teilbild-Zeiger (Slice-Pointer)
aufweist. Die Bildeingabe-Steuereinheit 42 speichert die
komprimierten Bilddaten 56 zusammen mit den Teilbild-Zeigern
und jeglichen zugehörigen
Bilddeskriptoren, die bildspezifische Informationen (wie beispielsweise
Höhe und Breite
des Dokuments in Pixeln, das verwendete Kompressionsverfahren, Zeiger
zu den komprimierten Bilddaten sowie Zeiger zu den Bild-Teilbild-Zeigern)
bereitstellen, in einer Bilddatei. Die Bilddateien, die verschiedene
Druckaufträge
repräsentieren,
können
in dem Systemspeicher 20 gespeichert werden.
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Die
Benutzerschnittstelle 44, umfasst, wie in 2 dargestellt,
eine Kombination aus Steuereinheit und Anzeige, die aus einem interaktiven
Touchscreen 56, einer Tastatur 58 und einer Maus 60 besteht.
Durch die Benutzerschnittstelle 44 ist die Bedienperson
vorzugsweise in der Lage, eine Verbindung zu dem Ausgabeabschnitt 18 herzustellen,
um Druckaufträge
zu programmieren; Befehle auszuführen;
und Systembetriebsinformationen, Befehle, Programmierinformationen
und Piktogramme, Diagnoseinformationen, eine visuelle Dokumentenfaxanzeige
sowie Bildansichten und dergleichen zu erhalten. Auf dem Touchscreen 56 angezeigte
Elemente, wie beispielsweise Dateien und Piktogramme, werden entweder
durch Berühren
des angezeigten Elements auf dem Bildschirm 56 oder durch
Verwenden der Maus 60 zum Bedienen eines Cursors für die Auswahl
eines Elementes betätigt.
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Entsprechend
der illustrativen Ausführungsform
enthält
der Systemspeicher 20 eine Vielzahl magnetischer Speicherplatten
zum Speichern der komprimierten Bilddaten 54 sowie anderer
entsprechend dem Stand der Technik bekannter Daten, wie beispielsweise
Maschinenbetriebssystemsoftware, Maschinenbetriebsdaten und dergleichen.
Die System-Steuereinheit 46 steuert, neben anderen Funktionen,
die Übertragung
der in dem Systemspeicher 20 gespeicherten Bilddaten 54.
Wenn eine andere Verarbeitung als die durch den Prozessor 36 durchgeführte erforderlich
ist, überträgt die System-Steuereinheit 46 die
Bilddaten 54 zu dem Bildbearbeitungsabschnitt 48.
Der Bildbearbeitungsabschnitt 48 führt eine zusätzliche
Verarbeitung, wie beispielsweise Kollation, Zerlegung und ähnliche
Formatieroperationen, aus. Nach der zusätzlichen Verarbeitung überträgt die System-Steuereinheit 46 die
Bilddaten 54 zurück
zu dem Systemspeicher 20. Darüber hinaus kann die System-Steuereinheit 46 die
Bilddaten 54 zu der Benutzerschnittstelle 44 zur
Anzeige oder zu der Bildausgabe-Steuereinheit 52 zum Drucken übertragen.
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Die
Bildausgabe-Steuereinheit 52 dekomprimiert die Bilddaten 54,
bereitet sie auf das Drucken vor und leitet anschließend die
druckbereiten Bilddaten 62 zu der Bildausgabe-Einheit 18 weiter.
Um Speicherplatz für
neue Bilddaten zu schaffen, löscht die
System-Steuereinheit 46 die
Bilddaten 54 aus dem Systemspeicher 20, nachdem
Daten durch die Druckstufe 28 empfangen wurden.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist
der dargestellte Bildausgabeabschnitt 18 zu Erläuterungszwecken
logisch in einen Rasterausgabescanner (ROS – Raster Output Scanner)-Abschnitt 64,
ein Druckmodul 66, einen Papierzuführabschnitt 68 und
einen Endbearbeitungsabschnitt 70 unterteilt. Der ROS-Abschnitt 64 nutzt
eine Strahlungsquelle, wie beispielsweise einen Laser, um einen
oder mehrere Abbildungsstrahlen bereitzustellen, die durch eine
beliebige Struktur, wie beispielsweise durch ein sich drehendes
Polygon, über einen
sich bewegenden Fotorezeptor des Druckmoduls 66 gescannt
werden. Dadurch entsteht ein latentes elektrostatisches Bild auf
Abschnitten eines Fotorezeptors, die nachfolgend durch eine Entwicklerstufe
in Übereinstimmung
mit bekannten Techniken entwickelt werden und anschließend auf
ein Druckmedium übertragen
werden können,
das durch den Papierzuführabschnitt 68 zugeführt wird.
Einer Person mit gewöhnlicher
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik ist bekannt, dass Druckmedien
verschiedene bekannte Substrate einschließen, die ein Bild aufnehmen
können.
Beispielhafte Substrate schließen Transparentfolien,
vorgedruckte Blätter,
Pergament, Hochglanzpapier, Film und dergleichen ein. Das Druckmedium
kann ebenso beliebige einer Vielzahl von Blattgrößen, -typen und -farben einschließen und zu
diesem Zweck können
mehrere Medienzuführfächer des
Papierzuführabschnitts 68 vorhanden
sein. Das entwickelte auf das Druckmedium übertragene Bild wird dauerhaft fixiert
und die resultierenden Drucke werden entweder an ein Ausgabefach
oder die Endbearbeitungseinheit 70 ausgegeben. Die Endbearbeitungseinheit 70 stellt
bestimmte Endbearbeitungs-Auswahlmöglichkeiten bereit, wie beispielsweise
eine Hefteinrichtung, um die Drucke zum Herstellen von Büchern zusammenzuheften,
eine Thermobindeeinrichtung, um die Drucke durch Klebebindung zu
Büchern
zu binden, und/oder andere Endbearbeitungsoptionen, wie beispielsweise
Klammern, Längsschneiden,
Perforieren, Rückenstichheftung,
Falzen, Beschneiden oder dergleichen.
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Wie
zuvor erwähnt,
können
die Systemsteuerfunktionen, die in der schematischen Darstellung der
System-Steuereinheit 46 enthalten sind, in dem gesamten
dargestellten digitalen Bildkopierer 10 verteilt sein.
Zu diesem Zweck kann der Kopierer 10 eine optionale Druck-Steuereinheit 72 verwenden,
um die Druckerfunktionen und -Operationen entsprechend ausgewählten Auftrags-Programmparametern
zu steuern. Entsprechend einer Ausführungsform stellt eine Bedienperson
solche Auftrags-Programmparameter über die
Benutzerschnittstelle 44 bereit. Alternativ werden Programmparameter
von Sensorsignalen und Prozessen in dem Bildausgabe-Abschnitt 18 abgeleitet.
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Wie
vorstehend diskutiert, verwenden herkömmliche Systeme üblicherweise
große
Mengen an DRAM zur Zwischenspeicherung von Bilddaten. Beispielsweise
ist es nicht unüblich,
dass ein digitaler Kopierer ganze 250 MBytes als einen Seiten-Puffer verwendet.
Während
des Scannens und einem sich füllenden
DRAM spoolt eine Platten-Steuereinheit, die
als ein Busmaster arbeitet, die Bilddaten üblicherweise aus dem DRAM-Seiten-Puffer
in den Magnetplattenspeicher. Nachfolgend, während des Druckens, spoolt
die Platten-Steuereinheit die Bilddaten üblicherweise aus dem Magnetplattenspeicher
zurück
in den DRAM-Seiten-Puffer. Ein mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattetes
System verringert den Umfang an DRAM, der für das Scannen und/oder Drucken
der Bilddaten erforderlich ist, indem der DRAM-Seiten-Puffer eliminiert
wird. Eine illustrative Ausführungsform
der Erfindung kann beispielsweise die Verwendung jeglichen DRAMs
erheblich verringern oder eliminieren. Entsprechend einer Ausführungsform
erzielt die Erfindung diese Verbesserung durch Schreiben der gescannten
Bilddaten aus dem Bildeingabeabschnitt 12 direkt in den Systemspeicher 20,
ohne die Daten vorübergehend in
einen DRAM-Seiten-Puffer zu schreiben. Folglich wird durch das System
die Verwendung einer teueren Zwischenspeichereinrichtung vermieden.
Die Erfindung überträgt die Bilddaten
während
des Druckens aus dem Systemspeicher 20 zurück zu dem
Bildausgabeabschnitt 18. Entsprechend einer illustrativen Ausführungsform
nutzt die Erfindung Funktionen des PCI-Busses, um Burst-Übertragungen von Blöcken von
Bilddaten zwischen dem Systemspeicher 20 und E/A-Einrichtungen, wie
beispielsweise Scannern und Druckern, durchzuführen.
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4 ist
ein logisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Flusssteuerung
und Speicherung von Daten 15 (im Folgenden als „die Vorrichtung 15" bezeichnet) entsprechend
einer illustrativen Ausführungsform
der Erfindung. Wie dies zu sehen ist, besitzt die dargestellte Vorrichtung 15 eine
Anzahl von Komponenten, die auch der Steuerabschnitt 16 von 3 aufweist.
Dies bedeutet im Besonderen, dass die Vorrichtung 15 eine
Video-ASIC 74 und eine Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 enthält, die über einen
PCI-Bus 78 verbunden sind. Die dargestellte Vorrichtung 15 enthält darüber hinaus
den Systemspeicher 20, der über die SCSI-Schnittstelle 80 mit der
Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 verbunden
ist. Die dargestellte Video-ASIC 74 umfasst die Bildeingabe-Steuereinheit 42,
die Bildausgabe-Steuereinheit 52 des Steuer-Abschnittes 16 sowie
eine Loopback-Kanal-Steuereinheit 82. Ein Ziel-Decodier-und-Steuer-Netzwerk-Abschnitt 84 stellt,
neben anderen Funktionen, Adressdecodierlogik für die Bildeingabe-Steuereinheit 42,
die Bildausgabe-Steuereinheit 52 und die Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 bereit.
-
Die
Vorrichtung 15 aus 4 kann in
Betrieb Bilddaten zwischen dem Systemspeicher 20 und einem
von dem Bildeingabeabschnitt 12, dem Bildausgabeabschnitt 18 und
den zusätzlichen
Verarbeitungsressourcen 85 über den PCI-Bus 78 und
die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 übertragen.
-
Im
Spezielleren bedeutet dies, dass in Reaktion auf das Initiieren
einer Scan-Operation die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76,
die in einem Master-Modus arbeitet, die Steuerung des PCI-Busses 78 übernimmt
und einen Block von Daten von der Bildeingabe-Steuereinheit 42 anfordert.
Bis die Eingabe-Steuereinheit 42 einen Block von Bilddaten
zur Übertragung
empfängt,
erzeugt die Steuereinheit Trennungssignale und leitet diese Signale über den PCI-Bus 78 zu
der Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 weiter. Wenn die Bildeingabe-Steuereinheit 42 einen Block
von Bilddaten von dem Bildeingabeabschnitt 12 empfangen
hat, überträgt sie die
Bilddaten zu dem PCI-Bus 78. Auf diese Weise empfängt die
Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 den Block von Daten und
speichert ihn über
die SCSI-Schnittstelle 90 in dem Systemspeicher 20.
-
In
Reaktion auf das Initiieren einer Druckoperation übernimmt
die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76,
die in einem Master-Modus arbeitet, wieder die Steuerung des PCI-Busses 78.
Nach dem Übernehmen
der Steuerung des PCI-Busses 78 signalisiert die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 der
Bildausgabe-Steuereinheit 52, festzustellen, ob die Bildausgabe-Steuereinheit 52 über ausreichend
Speicher zum Empfangen eines Blocks von Bilddaten verfügt. Wenn
die Bildausgabe-Steuereinheit 52 nicht über ausreichend Speicher zum
Aufnehmen der programmierten Blockgröße der Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 verfügt, erzeugt
die Bildausgabe-Steuereinheit ein Trennungssignal und leitet dieses über den
PCI-Bus 78 an die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 weiter.
-
Wenn
die Bildausgabe-Steuereinheit 52 über ausreichend Speicher zum
Aufnehmen eines Blocks von Daten von der Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 verfügt, bricht
sie die Übertragung
der Trennungssignale ab und empfängt
den Block von Bilddaten. Die Bildausgabe-Steuereinheit 52 überträgt anschließend den
empfangenen Block von Daten zu dem Bildausgabeabschnitt 18.
Sobald die Bildausgabe-Steuereinheit 52 ausreichend Speicher
freigemacht hat, kann sie wieder einen Block von Bilddaten von der
Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 empfangen.
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Die
Vorrichtung 15 stellt des Weiteren eine Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 bereit.
Entsprechend der dargestellten Ausführungsform arbeitet die Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 auf
im Wesentlichen dieselbe Art und Weise wie die Bildausgabe-Steuereinheit 52.
In Reaktion auf eine Anfrage bezüglich
einer zusätzlichen
Datenverarbeitung kann die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76,
die in einem Master-Modus arbeitet, die Bilddaten in jeweils einem
Block aus dem Systemspeicher 20 zu der Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 übertragen.
Wie in dem Fall der Ausgabe-Steuereinheit 52 erzeugt
die Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 ein Trennungssignal, bis
sie über
ausreichend freien Speicher verfügt,
um einen Block von Bilddaten von der Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 aufzunehmen.
Nach dem Empfangen eines Blocks von Daten von der Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 überträgt die Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 den
Block von Bilddaten zu den zusätzlichen
Verarbeitungsressourcen 85. Die zusätzlichen Verarbeitungsressourcen 85 können einen Bildbearbeitungsabschnitt 48,
wie in 3 dargestellt, sowie andere Ressourcen umfassen,
die einer Person mit gewöhnlicher
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik offensichtlich sind.
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Nach
dem Beenden der zusätzlichen
Verarbeitung übertragen
die zusätzlichen
Verarbeitungsressourcen 85 die Bilddaten zurück zu der
Loopback-Kanal-Steuereinheit 82. Die Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 leitet
die Bilddaten wiederum zu der Bildeingabe-Steuereinheit 42 weiter. Die
Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 fordert die Bilddaten von der
Eingabe-Steuereinheit 42 auf dieselbe Art und Weise an,
als ob die Daten von einer Scan-Operation empfangen werden.
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Entsprechend
der dargestellten Ausführungsform
der Erfindung führt
die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 Datenübertragungen
zwischen dem Systemspeicher 20 und den Steuereinheiten 42, 52 und 82 unter
Verwendung eines Daten-Burst-Übertragungsschemas
durch. Burst-Übertragungen über den
PCI-Bus 78 sind auf dem Gebiet der Technik gut charakterisiert.
Allerdings können
entsprechend anderen Ausführungsformen
weitere Übertragungsprotokolle,
wie beispielsweise SBUS-Übertragungen, verwendet
werden.
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Die
Ziel-Decodier-und-Steuer-Logik 84 stellt, neben anderen
Funktionen, die Adressdecodierung für den Puffer-Speicher bereit,
der in der Bildausgabe-Steuereinheit 52, der Bildeingabe-Steuereinheit 42 und
der Loopback-Steuereinheit 82 enthalten ist.
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5 ist
ein ausführlicheres
Blockdiagramm der Vorrichtung 15 von 4.
Wie dies vorstehend diskutiert wurde, enthält die Vorrichtung 15 eine
Speicher-Steuereinheit-ASIC 76,
eine Bilddaten-ASIC 74, einen Systemspeicher 20 sowie
zusätzliche
Bilddaten-Verarbeitungsressourcen 48. Die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76,
die in einem Master-Modus arbeitet, kommuniziert über den
PCI-Bus 78 mit der Bilddaten-ASIC 74. Die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 kommuniziert über eine
SCSI-Schnittstelle 80 mit dem Systemspeicher 20.
Die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76, die in einem Master-Modus arbeitet, steuert
die Übertragung
von Bilddaten zwischen der Magnetplattenspeichereinheit 20 und
der Bilddaten-ASIC 74. Die Bilddaten-ASIC 74 bildet
eine Schnittstelle zwischen dem PCI-Bus 78 und dem Bildeingabeabschnitt 12,
dem Bildausgabeabschnitt 18 und den zusätzlichen Verarbeitungsressourcen 85.
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Die
Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 enthält einen Schreib-Puffer 87,
einen Lese-Puffer 86, eine Medien-Steuereinheit 88 sowie
die PCI-Lese-und-Schreib-Busmaster 90 und 92.
Der Schreib-Puffer 87 speichert während den Burst-Daten-Übertragungen
Blöcke
von Daten aus dem PCI-Bus 78 in dem Systemspeicher 20.
Gleichermaßen
speichert der Lese-Puffer 86 während den Burst-Daten-Übertragungen
Blöcke
von Daten aus dem Systemspeicher 20 in dem PCI-Bus 78.
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Die
Bilddaten-ASIC 74 umfasst die Bildeingabe-Steuereinheit 42,
die Bildausgabe-Steuereinheit 52,
die Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 sowie die Ziel-Decodier-und-Steuer-Logik 84,
wie in 4 dargestellt.
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Die
Bildausgabe-Steuereinheit 52 umfasst einen Schreib-FIFO-Speicher 94,
eine Schreib-Master-Steuereinheit 96 und optional ein Dekompressionsnetzwerk 98.
Gleichermaßen
umfasst die Bildeingabe-Steuereinheit 42 einen Lese-FIFO-Speicher 100,
eine Lese-Master-Steuereinheit 102 und optional ein Kompressionsnetzwerk 104.
Die Bildeingabe-Steuereinheit 42 umfasst darüber hinaus
eine Multiplexiereinrichtung 106 zum Auswählen zwischen
einem Signal von dem Bildeingabeabschnitt 12 und der Loopback-Steuereinheit 82.
Die Loopback-Steuereinheit 82 enthält einen Loop-FIFO-Speicher 108,
eine Loopback-Master-Steuereinheit 110 und externe Schnittstellenlogik 112.
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Entsprechend
der dargestellten Ausführungsform
bilden jeweils die Lese- und Schreib-FIFOs 100 und 94 ausgewählte Speicheradressen
ab und arbeiten im Wesentlichen wie der Cache-Speicher. Der Schreib-FIFO 94 nimmt
die Bilddaten auf, die durch die Platten-Steuereinheit-ASIC 76 aus
dem Systemspeicher 20 zu dem Bildausgabeabschnitt 18 übertragen
werden. Alternativ nimmt der Lese-FIFO 100 die Bilddaten
auf, die durch die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 von dem
Bildeingabeabschnitt 12 zu dem Systemspeicher 20 übertragen werden.
Die FIFOs 100 und 94 weisen üblicherweise zwischen ungefähr 128 Byte
und 8 MByte auf. Selbst mit 8 MByte bieten die relativ preiswerten
FIFOs 100 und 94 erhebliche Kosteneinsparungen
gegenüber den
vorherigen 256 MByte-DRAM-Seiten-Puffern. Demzufolge wird durch
die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit eliminiert, teuere Speichereinrichtungen,
wie beispielsweise einen DRAM, zwischen der Bilddaten-ASIC 74 und
dem PCI-Bus 78 anzuordnen.
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Während einer
Scan-Operation speichert die Multiplexiereinrichtung 106 die
Bilddaten von dem Bildeingabeabschnitt 12 in der Bilddaten-ASIC 74 zwischen.
Die Multiplexiereinrichtung 106 koppelt die Bilddaten in
das optionale Kompressionsnetzwerk 104 ein. Das optionale
Kompressionsnetzwerk 104 führt bekannte Kompressions-Algorithmen durch,
um den Umfang an Speicherplatz, der für das Speichern der Bilddaten
erforderlich ist, zu reduzieren, und führt die Bilddaten dem Lese-FIFO 100 zu.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform verwendet das Kompressionsnetzwerk 104 einen
modifizierten verlustfreien LZ-Kompressionsalgorithmus.
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Während der
Initialisierung akquiriert die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 die
speicherabgebildete Adresse des Lese-FIFOs 100. Die Medien-Steuereinheit 88 akquiriert
die genaue Block- und Burstgröße sowie
die SCSI-Parameter, die für
die Steuerung des Systemspeichers 20 erforderlich sind.
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In
Reaktion auf eine Scan-Anforderung initiiert die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 eine
Bilddaten-Übertragung
aus dem Lese-FIFO 100 in den Systemspeicher 20,
indem sie der Schreib-Master-Steuereinheit 90 signalisiert,
eine Request-Grant-Abfolge zu initiieren und die Steuerung des PCI-Busses 78 zu übernehmen.
Wenn die Steuerung des PCI-Busses 78 übernommen wurde, stellt die
Schreib-Master-Steuereinheit 90 die speicherabgebildete
Adresse für
den Lese-FIFO 100 zusammen mit der Größe des zu übertragenden Blocks bereit.
Während
der Adressenphase der PCI-Übertragung
decodiert die Ziel-Decodier-und-Steuer-Logik 84 der Bilddaten-ASIC 74 die
Adressensignale von der Schreib-Master-Steuereinheit 90,
um den FIFO 100 zu lesen. Wenn der FIFO 100 noch
keinen vollen Block von Scan-Daten enthält, signalisiert die Lese-Master-Steuereinheit 102 eine
Trennung über
den PCI-Bus 78, ohne jegliche der angeforderten Bilddaten
bereitzustellen. In Reaktion darauf führt die Schreib-Master-Steuereinheit 90 wiederholt Übertragungsversuche über den
PCI-Bus 78 durch, bis eine Übertragung erreicht wird. Die
Schreib-Master-Steuereinheit 90 fragt den Bus 78 ab,
bis ein voller Block von Scan-Daten von dem Bildeingabeabschnitt 12 in dem
Lese-FIFO 100 zur Verfügung
steht. Einer Person mit gewöhnlicher
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik ist offensichtlich, dass, je
geringer Anzahl von Taktzyklen ist, die verwendet wird, um die Trennungsoperation
durch die Lese-FIFO-Master-Steuereinheit 102 durchzuführen, desto
effektiver ist die PCI-Bus-Leistung.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird der Lese-FIFO 100 während der Initialisierung mit
Schwellenwerten in Bezug auf Burst-/Blockgröße programmiert, für die die
Medien-Steuereinheit 88 programmiert ist. Wenn die Medien-Steuereinheit 88 beispielsweise
für 8-Wort-Bursts/Blöcke auf
dem PCI-Bus 78 programmiert ist, kann die Lese-FIFO-Master-Steuereinheit 102 zum
Signalisieren von Trennungen ohne Daten programmiert werden, bis
8 Wörter
in dem Lese-FIFO 100 vorhanden sind. Dieser Ansatz verringert
die Anzahl von Bus-Abfragen, die durch die PCI-Schreib-Master-Steuereinheit 90 durchgeführt werden.
Wenn die PCI-Schreib-Master-Steuereinheit 90 Bilddaten
von dem Lese-FIFO 100 empfängt, überträgt sie die Bilddaten in den
Speicher-Schreib-Puffer 87. Die Medien-Steuereinheit 88 überträgt wiederum
die Bilddaten aus dem Schreib-Puffer 87 über die
SCSI-Schnittstelle 80 in den Systemspeicher 20.
Die Medien-Steuereinheit 88 entfernt Bilddaten auf einer
FIFO-Basis aus dem Schreib-Puffer 87.
Entsprechend der dargestellten Ausführungsform kann der Schreib-Puffer 87 128 Byte
oder größer sein.
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Während der
Initiierung einer Druckoperation wird die PCI-Lese-Master-Steuereinheit 102 mit der
speicherabgebildeten Adresse des Schreib-FIFOs 94 programmiert.
Die Blockgröße wird
darüber
hinaus zusammen mit weiteren SCSI-Parametern programmiert. Die Medien-Steuereinheit 88 liest
zu druckende Bilddaten über
die SCSI-Schnittstelle 80 aus
dem Systemspeicher 20 und speichert die Bilddaten in dem
Lese-Puffer 86.
Wenn der Lese-Puffer 86 eine Datenmenge enthält, die
der programmierten Burst-/Blockgröße entspricht, initiiert die
PCI-Lese-Master-Steuereinheit 92 eine Request-Grant-Abfolge,
um die Steuerung des PCI-Busses 78 zu übernehmen. Nach der Übernahme
der Steuerung des PCI-Busses 78 initiiert die PCI-Lese-Master-Steuereinheit 92 die
Adressenphase der PCI-Übertragung,
wobei die speicherabgebildete Adresse des Schreib-FIFOs 94 zusammen
mit der programmierten Blockgröße bereitgestellt
wird. Während
der Adressenphase decodiert die Ziel-Decodier-und-Steuer-Logik 84 die
Adressensignale von der PCI-Lese-Master-Steuereinheit 92 zu
dem Schreib-FIFO 94. Wenn nicht ausreichend Speicher in
dem Schreib-FIFO 94 verfügbar ist, um die programmierte
Burstgröße aufzunehmen,
erzeugt die Schreib-Master-Steuereinheit 96 ein
Trennungssignal und überträgt dieses
zu dem PCI-Bus 78. Die PCI-Lese-Master-Steuereinheit 92 fährt mit
Bilddaten-Übertragungsversuchen
fort, bis diese erfolgreich sind.
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Entsprechend
der dargestellten Ausführungsform
erfasst die Ziel-Decodier-und-Steuer-Logik 84 unzureichenden Speicherplatz
in dem Schreib-FIFO 94, indem sie ein Flag „teilweise
voll" in dem Schreib-FIFO 94 überwacht.
Der FIFO 94 deaktiviert das Flag „teilweise voll", wenn festgestellt
wird, dass ausreichend Speicher zum Aufnehmen der Burstgröße der Medien-Steuereinheit 88 verfügbar ist.
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Folglich
sind bei der Initiierung einer Druckoperation mehrere Übertragungen
erforderlich, um den FIFO 94 vor dem Beginn der Trennungen
zu füllen.
Sobald der FIFO 94 gefüllt
ist, gibt die Schreib-Master-Steuereinheit 96 Trennungs-
und Wiederholungs-Befehle
aus, bis der Bildausgabeabschnitt 18 ausreichend Daten
aus dem Schreib-FIFO 94 überträgt, um einen anderen Daten-Burst
aufnehmen zu können.
Wenn der Bildausgabeabschnitt 18 den Schreib-FIFO 94 bis
auf einen Schwellenwert unterhalb der programmierten Burst-Größe der Medien-Steuereinheit 88 geleert
hat, überträgt die Schreib-Master-Steuereinheit 96 erneut
Daten, ohne Trennungs- und Wiederholungsbefehle auszugeben. Die
Schreib-Master-Steuereinheit 96 gibt vorzugsweise lediglich
dann Trennungsbefehle aus, wenn nicht ausreichend Platz in dem FIFO 94 vorhanden ist,
um den Burst von Bilddaten von dem Systemspeicher 20 zu
speichern. Wenn die Bandbreite des Bildausgabeabschnitts 18 viel
langsamer als die effektive Bandbreite des Systemspeichers 20 ist,
bleibt das Flag „teilweise
voll" des Schreib-FIFOs 94 bestehen und
es werden weiterhin Trennungs- und Wiederholungsbefehle ausgegeben,
während
der Systemspeicher 20 darauf wartet, dass der Bildausgabeabschnitt 18 aufholt.
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Entsprechend
einem weiteren Aspekt der Erfindung nutzt die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 die Zeit
der Datenübertragungen über den
PCI-Bus 78, um gleichzeitig Lese- und Schreib-Vorgänge durchzuführen.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Bildeingabe-Steuereinheit 42 ein Kompressionsnetzwerk 104,
das zwischen der Scan-Schnittstellen-Schaltung und dem Lese-FIFO 100 gekoppelt
ist. Das Kompressionsnetzwerk 104 komprimiert Bilddaten,
die von dem Bildeingabeabschnitt 12 empfangen werden, entsprechend
bekannten Kompressionsalgorithmen. Obwohl der Systemspeicher 20 potenziell
unbegrenzte Speicherkapazität
bereitstellt, verringert eine Reduzierung der Bildgröße durch
Kompression die Speicherbandbreiten-Anforderungen. Entsprechend
einem weiteren Merkmal enthält
die Bildausgabe-Steuereinheit optional ein Dekompressionsnetzwerk 98,
das zwischen den Ausgang des Schreib-FIFOs 94 und den Bildausgabeabschnitt 18 gekoppelt
ist. Das Dekompressionsnetzwerk 98 führt die Wiederherstellung der
Bilddaten entsprechend bekannten Algorithmen zu einer rohen Bitmap
oder Bytemap durch und speichert die Rohbilddaten in dem Bildausgabeabschnitt 18.
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Die
Vorrichtung 15 enthält
optional speicherabgebildete Kanäle.
Die dargestellte Bilddaten-ASIC 74 enthält beispielsweise eine Loopback-Kanal-Steuereinheit 82.
Die Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 enthält einen
Loopback-FIFO 108, eine Loopback-FIFO-Master-Steuereinheit 110 sowie
externe Schnittstellenlogik 112. Die Loopback-Operation entspricht
im Wesentlichen der Operation der Bildausgabe-Steuereinheit 52.
Das heißt,
die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 liest Bilddaten aus
dem Systemspeicher 20 und schreibt die Bilddaten in den
Loopback-FIFO 108. Die Loopback-Master-Steuereinheit 110 kann den
Ausgang des Loopback-FIFOs 108 über die Multipiexiereinrichtung 106 oder über die
externe Schnittstellenlogik 112 zurück zu einer Vielzahl von Bildverarbeitungsressourcen 85 übertragen,
um Funktionen, wie Kompression, Drehen, Skalieren und dergleichen,
durchzuführen,
und da die Loopback-Kanal-Steuereinheit 82 einen
zusätzlichen
Datenweg bildet, kann die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 die Bilddaten
durch die externen Ressourcen 86 ungeachtet der Überlaufbedingungen
der Datenwege (Leitungen) drosseln, die nicht unterbrochen werden
können,
wie beispielsweise Druck- und Scaneinrichtungen, die in den Bildausgabe-
und Bildeingabeabschnitten 18 und 12 enthalten
sind.
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Entsprechend
einem weiteren Merkmal der dargestellten Ausführungsform führt die
Vorrichtung 15 Bildverarbeitungsfunktionen an den Bilddaten durch,
die zuvor in dem Systemspeicher 20 gespeichert wurden.
Frühere
Systeme übertragen
die Bilddaten üblicherweise
aus einem Magnetplattenspeicher in einen DRAM-Seiten-Puffer und
eine Lese-Master-Steuereinheit liest die Bilddaten über einen
Loopback-Master-Kanal aus dem DRAM. Entsprechend der dargestellten
Ausführungsform
der Erfindung und dem vorstehend beschriebenen überträgt die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76,
die in einem Master-Modus arbeitet, Bilddaten jedoch direkt zu den
zusätzlichen
Verarbeitungsressourcen 85, ohne die Bilddaten in einem
DRAM-Seiten-Puffer zwischenzuspeichern. Dies bedeutet speziell,
dass der Kopierer 10 eine Vorrichtung 15 verwenden
kann, die Bilddaten zwischen dem Systemspeicher und einer Bilddaten-ASIC 74 überträgt, ohne dass
eine Zwischenspeicherung der Daten in einem Zwischenspeicherelement,
wie beispielsweise einem DRAM, erforderlich ist. Nach-Bildbearbeitungsfunktionen,
wie diejenigen, die durch den Bildbearbeitungsabschnitt 48 von 3 durchgeführt werden,
gelten üblicherweise als
Nicht-Echtzeitfunktionen. Durch Vermeiden von Mittelstufen-Operationen, wie
beispielsweise Zwischen-Datenübertragungen
in den DRAM, können Echtzeit-Operationen
jedoch gleichzeitig mit Nicht-Echtzeit-Operationen durchgeführt werden.
Einer Person mit gewöhnlicher
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik ist schnell offensichtlich,
dass andere Verarbeitungsfunktionen an den Bilddaten während der Übertragung
zwischen der Speicher-Steuereinheit 76 und der Bilddaten-ASIC 74 durchgeführt werden
können,
die durch die vorliegende Erfindung abgedeckt werden sollen.
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Obwohl
die Preise gesunken sind, stellt der DRAM immer noch einen erheblichen
Kostenfaktor in einem Bild-Reproduktionssystem dar. Darüber hinaus
sind auch die Preise für
Magnetplattenspeicher gefallen, während sich deren Bandbreiten
erhöht
haben. Derzeit sind Magnetplattenspeicher mit 12 MByte/Sekunde effektiver
Bandbreite erhältlich.
Diese Bandbreite ermöglicht
es einem Monochromkopierer mit einer Druckauflösung von lediglich 1200 mal
600 Punkten pro Zoll 30 Kopien pro Minute gleichzeitig mit Scannen/Drucken
mit der ungünstigsten
Kompression (RAW) zu erstellen. Durch die technologischen Fortschritte
auf dem Gebiet der Magnetplattenspeicher in Kombination mit den
Methoden der vorliegenden Erfindung wird die Notwendigkeit für DRAM-Seiten-Puffer in digitalen
Kopierern verringert.
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6 stellt
ein vereinfachtes Ablaufdiagramm 116 dar, das ein Verfahren
zum Durchführen von
Bild-Reproduktion entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
In Bezug auf die 2 bis 6 beginnt
eine Scan-Operation mit einer Scan-Anforderung 118. Entsprechend
der dargestellten Ausführungsform
der Erfindung kann eine Bedienperson eine Scan-Anforderung über die
Benutzerschnittstelle 44 erteilen. Wie dies in Schritt 120 dargestellt
ist, scannt die fotoelektrische Anordnung 26 in Reaktion
auf eine Scan-Anforderung 118 ein Dokument auf der Platte 28 in
die Bilddaten-ASIC 74 ein.
Wie dies in Schritt 506 angegeben ist und vorstehend ausführlicher
diskutiert wird, wandeln die Umwandlungseinrichtung 38 und
der Eingabeprozessor 40 (die zusammen als die Scanner-Schnittstellenschaltung 120 in 4 dargestellt
sind) die Bilddaten digital um und bereiten diese auf. Wie dies
in Schritt 124 gezeigt ist, komprimiert das optionale Kompressionsnetzwerk 104 die
Bilddaten entsprechend allgemein bekannter Algorithmen. Wie dies
vorstehend ausführlicher
beschrieben wird und in Schritt 126 angegeben ist, liest
die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76, die in einem Master-Modus
arbeitet, die komprimierten Bilddaten über den PCI-Bus 78 aus
dem Lese-FIFO 100 und schreibt die komprimierten Bilddaten über die
SCSI-Schnittstelle 80 in den Systemspeicher 20.
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Wie
dies in Schritt 128 angegeben ist und in Bezug auf 3 diskutiert
wird, kann die System-Steuereinheit 46 auf Anforderungen
zur zusätzlichen
Verarbeitung von mehreren Quellen einschließlich der Benutzerschnittstelle 44 und
der optionalen Druck-Steuereinheit 72 antworten.
Wie dies in Schritt 130 angegeben ist und in Bezug auf
die 4 und 5 diskutiert wird, ruft die
Medien-Steuereinheit 88 in Reaktion auf eine Anforderung
zur zusätzlichen Verarbeitung
die Bilddaten aus dem Systemspeicher 20 ab. Die Lese-Master-Steuereinheit 92 und
der Lese-Puffer 86 arbeiten zusammen mit der Ziel-Decodier-und-Steuer-Logik 84 sowie
der Loopback-Master-Steuereinheit 110, um die Bilddaten über den Loopback-FIFO 108 und
die externe Schnittstellenlogik 112 zu den zusätzlichen
Verarbeitungsressourcen 85 zu übertragen. Wie dies in Schritt 132 angegeben
ist, führen
die zusätzlichen
Verarbeitungsressourcen 85, wenn gewünscht, zusätzliche Verarbeitung an den
Bilddaten durch. Wie dies in Schritt 134 dargestellt ist
und vorstehend in Bezug auf 5 diskutiert
wird, ruft die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76, die in einem
Master-Modus arbeitet, nach dem Durchführen der zusätzlichen
Verarbeitung die Bilddaten aus dem Loopback-FIFO 108 ab
und sendet die Bilddaten zurück
zu dem Systemspeicher 20.
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Wie
dies in Schritt 136 angegeben ist, antwortet die System-Steuereinheit 46 ebenfalls
auf das Vorhandensein einer Benutzerschnittstellen-Anforderung von
der Touchscreen-Anzeige 56,
der Tastatur 58 und der Maus 60 der Benutzerschnittstelle 44. Wenn
eine Anforderung vorliegt, ruft die System-Steuereinheit 46 eine
Kopie der Bilddaten aus dem Systemspeicher 20 ab und überträgt diese
Kopie zu der Benutzerschnittstelle 44 zur Anzeige (Schritte 138 und 140).
Wenn keine Anforderungen vorliegen, stellt die Vorrichtung 15 anschließend fest, ob
Druckanforderungen vorliegen.
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Wie
dies in Schritt 142 dargestellt ist, kann die System-Steuereinheit 46 auf
Druckanforderungen von, neben anderen Quellen, der Benutzerschnittstelle 44 antworten.
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Wie
dies in den Schritten 144 bis 150 angegeben ist
und ausführlicher
in Bezug auf 3 diskutiert wird, ruft die
System-Steuereinheit 46 in Reaktion auf eine Druckanforderung
einen Block von Bilddaten aus dem Systemspeicher 20 ab
und überträgt die Bilddaten
direkt zu der Bildausgabe-Steuereinheit 52. Entsprechend
der dargestellten Ausführungsform werden
die Bilddaten nicht in einem DRAM zwischengespeichert. Die Bildausgabe-Steuereinheit 52 dekomprimiert
die Bilddaten, bereitet diese zum Drucken auf und leitet die druckbereiten
Bilddaten zu der Druckerstufe 28 weiter. Wie dies speziell
in Schritt 144 angegeben ist und ausführlicher in Bezug auf 5 diskutiert
wird, ruft die Medien-Steuereinheit 88 die Daten über die
SCSI-Schnittstelle 80 aus
dem Systemspeicher 20 ab. Die PCI-Steuereinheit 92 liest die
Bilddaten aus dem Lese-Puffer 86 und überträgt diese mittels Burst-Übertragungen
direkt in den Schreib-FIFO 94. Die Schreib-Master-Steuereinheit 96 signalisiert
der PCI-Steuereinheit 92 über den PCI-Bus 78,
wenn der Schreib-FIFO 94 über ausreichend freien Speicher
verfügt,
um einen Burst von Daten aufzunehmen. Die Ziel-Decodier-und-Steuer-Schaltung 84 decodiert
die Adresse des Schreib-FIFOs 94 von der PCI-Steuereinheit 92.
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Wie
dies speziell in Schritt 146 angegeben ist und auch ausführlich in
Bezug auf 5 diskutiert wird, überträgt der Schreib-FIFO 94 optional
die zu druckenden Bilddaten zu dem Dekompressionsnetzwerk 98.
Wie dies in Schritt 148 dargestellt ist und in Bezug auf 4 diskutiert
wird, überträgt die Dekompressionsschaltung 98 die
dekomprimierten Bilddaten zum Drucken zu dem Bildausgabeabschnitt 18.
In Schritt 150 löscht
die Medien-Steuereinheit 88 die übertragenen Bilddaten aus dem
Systemspeicher 20.
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Obwohl
das illustrative Ablaufdiagramm 116 verschiedene Schritte
zeigt, die nacheinander und in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen,
können
die dargestellten Schritte anders angeordnet und in einigen Fällen gleichzeitig
durchgeführt
werden, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise
können
entsprechend einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung die Schritte bezüglich
des Scannens eines Bildes in das System 10 gleichzeitig
mit den Schritten bezüglich
des Druckens von Bilddaten, die zuvor in dem Systemspeicher 20 gespeichert
wurden, ablaufen.
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Wie
dies vorstehend in Bezug auf die 1 bis 5 diskutiert
wurde, besteht ein Vorteil des illustrativen Systems der Erfindung
darin, dass es nicht erforderlich ist, Bilddaten zwischen dem Systemspeicher 20 und
einem DRAM-Seiten-Puffer zwischen zu spoolen. Wie dies in Bezug
auf das Verfahren von 6 beschrieben wurde, liest entsprechend der
illustrativen Ausführungsform
der Erfindung die Speicher-Steuereinheit-ASIC 76 gescannte Bilddaten
in Bursts über
den PCI-Bus 78 und schreibt die Bursts von Bilddaten in
den Systemspeicher 20. Gleichermaßen liest die Speicher-Steuereinheit-ASIC während Druckoperationen
Blöcke
von Bilddaten für den
Bildausgabeabschnitt 18 aus dem Systemspeicher 20 und
schreibt die Blöcke
von Bilddaten in den Bildausgabeabschnitt 18 zum Drucken.
Entsprechend der Erfindung ist kein DRAM-Seiten-Puffer erforderlich.
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Somit
ist ersichtlich, dass die Erfindung die vorstehend dargelegten Aufgaben
auf effektive Weise löst,
wobei eine Verringerung des Umfangs an DRAM, der für den Betrieb
von Bild-Reproduktionssystemen erforderlich ist, und eine Erhöhung der
Geschwindigkeit, mit der Bilddaten übertragen werden können, durch
eine Verringerung der Anzahl von Zwischenspeicher-Spooling-Vorgängen eingeschlossen sind.