(57)【要約】【課題】  各サブプロセッサが、メインプロセッサから割り当てられた処理を、システム全体の性能を低下させることなく実行する。【解決手段】  圧縮画像の復号処理を行なうサブプロセッサは、メインメモリからデータをキャッシュに転送する際、画像の特徴を表すパラメータを基にキャッシュエリアを計算し、キャッシュするメモリ領域を適応的に変化させることにより、後続の処理でキャッシュにヒットする確率を高くする。サブプロセッサにおける画像信号処理のパフォーマンスが向上するとともに、メモリ転送のためのシステムバスのトラフィックを低減し、システム全体の性能の低下を防止する。【選択図】  図１７
2006031480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、
前記サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサと、
各プロセッサが共有するメインメモリとを備え、
前記メインメモリ上のデータの処理が割り当てられたサブプロセッサは、現在ローカルストレージ上にキャッシュされているデータの特徴に基づいて、次にローカルストレージにキャッシュすべきメインメモリ上のキャッシュエリアを適応的に決定する、
ことを特徴とする情報処理システム。
【請求項２】
前記メインメモリ上の圧縮画像データの復号処理が割り当てられたサブプロセッサは、現在ローカルストレージ上にキャッシュされている画像データの特徴を示すパラメータに基づいて、次にローカルストレージにキャッシュすべきメインメモリ上のキャッシュエリアを適応的に決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
前記圧縮画像データは、圧縮対象の画像フレームと参照となる画像フレーム間の差分情報を圧縮するフレーム間符号化処理が施されており、
前記サブプロセッサは、画像データの特徴を示すパラメータに基づいて参照フレーム内で差分情報の生成に使用した参照位置を求め、該参照位置周辺の画像データをキャッシュエリアとする、
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理システム。
【請求項４】
画像データの特徴を示すパラメータとして、画像データとともに符号化される画像ブロックの動き情報を用い、符号化された画像ブロックの動き情報に基づいて、画像ブロックの移動方向、速度を計算して画像ブロックの動作を予測し、キャッシュエリアを求める、
ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理システム。
【請求項５】
過去の画像ブロック数個分の動き情報を保存し、Ｘ及びＹ各座標方向の移動速度から、次の画像ブロックで使用する動き情報を外挿により求める、
ことを特徴とする請求項４に記載の情報処理システム。
【請求項６】
常に画像ブロックの動作の予測を行ない、投機的にキャッシュの先読み処理を実行する、
ことを特徴とする請求項４に記載の情報処理システム。
【請求項７】
圧縮画像データを復号する情報処理システムであって、
圧縮画像データを格納する第１の記憶手段と、
圧縮画像データを復号する復号処理手段と、
前記復号処理手段において復号処理に使用する画像データをキャッシュする第２の記憶手段と、
前記第２の記憶手段にキャッシュされている画像データの特徴を示すパラメータに基づいて、前記第１の記憶手段におけるキャッシュエリアを適応的に決定するキャッシュ制御手段と、
を具備することを特徴とする情報処理システム。
【請求項８】
前記圧縮画像データは、圧縮対象のフレームと参照となるフレーム間の差分情報を圧縮するフレーム間符号化処理が施されており、
前記キャッシュ制御手段は、画像データの特徴を示すパラメータに基づいて参照フレーム内で差分情報の生成に使用した参照位置を求め、該参照位置周辺の画像データをキャッシュエリアとする、
ことを特徴とする請求項７に記載の情報処理システム。
【請求項９】
前記キャッシュ制御手段は、画像データの特徴を示すパラメータとして、画像データとともに符号化される画像ブロックの動き情報を用い、符号化された画像ブロックの動き情報に基づいて、画像ブロックの移動方向、速度を計算して画像ブロックの動作を予測し、キャッシュエリアを求める、
ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理システム。
【請求項１０】
前記キャッシュ制御手段は、過去の画像ブロック数個分の動き情報を保存し、Ｘ及びＹ各座標方向の移動速度から、次の画像ブロックで使用する動き情報を外挿により求める、
ことを特徴とする請求項９に記載の情報処理システム。
【請求項１１】
前記キャッシュ制御手段は、常に画像ブロックの動作の予測を行ない、投機的にキャッシュの先読み処理を実行する、
ことを特徴とする請求項９に記載の情報処理システム。
【請求項１２】
自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、前記サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサと、各プロセッサが共有するメインメモリとを備えたシステム上で、メインメモリ上のデータの処理をサブプロセッサに割り当てて実行する情報処理方法であって、
メインメモリから処理対象のデータをサブプロセッサのローカルストレージに転送するステップと、
サブプロセッサがローカルストレージ上のデータを処理するデータ処理ステップと、
ローカルストレージ上で処理したデータの特徴に基づいて次にローカルストレージにキャッシュすべきメインメモリ上のキャッシュエリアを適応的に決定するキャッシュエリア決定ステップと、
キャッシュエリアが既にローカルストレージ上にキャッシュされているか否かを判定するステップと、
キャッシュミスしている場合に、決定されたキャッシュエリアをメインメモリからキャッシュエリアに転送するキャッシュエリア転送ステップと、
を具備することを特徴とする情報処理方法。
【請求項１３】
サブプロセッサには前記メインメモリ上の圧縮画像データの復号処理が割り当てられており、
前記キャッシュエリア判定ステップでは、現在ローカルストレージ上にキャッシュされている画像データの特徴を示すパラメータに基づいて、次にローカルストレージにキャッシュすべきメインメモリ上のキャッシュエリアを適応的に決定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の情報処理方法。
【請求項１４】
前記圧縮画像データは、圧縮対象の画像フレームと参照となる画像フレーム間の差分情報を圧縮するフレーム間符号化処理が施されており、
前記キャッシュエリア判定ステップでは、画像データの特徴を示すパラメータに基づいて参照フレーム内で差分情報の生成に使用した参照位置を求め、該参照位置周辺の画像データをキャッシュエリアとする、
ことを特徴とする請求項１３に記載の情報処理方法。
【請求項１５】
前記キャッシュエリア判定ステップでは、画像データの特徴を示すパラメータとして、画像データとともに符号化される画像ブロックの動き情報を用い、符号化された画像ブロックの動き情報に基づいて、画像ブロックの移動方向、速度を計算して画像ブロックの動作を予測し、キャッシュエリアを求める、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報処理方法。
【請求項１６】
前記キャッシュエリア判定ステップでは、過去の画像ブロック数個分の動き情報を保存し、Ｘ及びＹ各座標方向の移動速度から、次の画像ブロックで使用する動き情報を外挿により求める、
ことを特徴とする請求項１５に記載の情報処理方法。
【請求項１７】
前記キャッシュエリア判定ステップでは、常に画像ブロックの動作の予測を行ない、
前記キャッシュエリア転送ステップでは、投機的にキャッシュの先読み処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の情報処理方法。
【請求項１８】
圧縮対象のフレームと参照となるフレーム間の差分情報を圧縮するフレーム間符号化処理が施された圧縮画像データを復号する情報処理方法であって、
圧縮画像データを格納するメモリから圧縮ストリームを入力するストリーム入力ステップと、
入力されたストリームを復号するストリーム復号ステップと、
参照フレームを入力するステップと、
入力された参照フレームを用いて画像伸張する画像伸張処理ステップとを備え、
前記参照フレーム入力ステップでは、画像データの特徴を示すパラメータに基づいて参照フレーム内で差分情報の生成に使用した参照位置を求め、該参照位置周辺の画像データをキャッシュエリアとして前記メモリから入力する、
ことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１９】
前記参照フレーム入力ステップでは、画像データの特徴を示すパラメータとして、画像データとともに符号化される画像ブロックの動き情報を用い、符号化された画像ブロックの動き情報に基づいて、画像ブロックの移動方向、速度を計算して画像ブロックの動作を予測し、キャッシュエリアを求める、
ことを特徴とする請求項１８に記載の情報処理方法。
【請求項２０】
前記参照フレーム入力ステップでは、過去の画像ブロック数個分の動き情報を保存し、Ｘ及びＹ各座標方向の移動速度から、次の画像ブロックで使用する動き情報を外挿により求める、
ことを特徴とする請求項１９に記載の情報処理方法。
【請求項２１】
前記参照フレーム入力ステップでは、常に画像ブロックの動作の予測を行ない、投機的にキャッシュの先読み処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１９に記載の情報処理方法。
【請求項２２】
自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、前記サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサと、各プロセッサが共有するメインメモリとを備えたシステム上で、メインメモリ上のデータの処理をサブプロセッサに割り当てて実行するための処理手順をコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータプログラムであって、
メインメモリから処理対象のデータをサブプロセッサのローカルストレージに転送するステップと、
サブプロセッサがローカルストレージ上のデータを処理するデータ処理ステップと、
ローカルストレージ上で処理したデータの特徴に基づいて次にローカルストレージにキャッシュすべきメインメモリ上のキャッシュエリアを適応的に決定するキャッシュエリア決定ステップと、
キャッシュエリアが既にローカルストレージ上にキャッシュされているか否かを判定するステップと、
キャッシュミスしている場合に、決定されたキャッシュエリアをメインメモリからキャッシュエリアに転送するステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２３】
圧縮対象のフレームと参照となるフレーム間の差分情報を圧縮するフレーム間符号化処理が施された圧縮画像データを復号するための処理をコンピュータシステム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータプログラムであって、
圧縮画像データを格納するメモリから圧縮ストリームを入力するストリーム入力ステップと、
入力されたストリームを復号するストリーム復号ステップと、
参照フレームを入力するステップと、
入力された参照フレームを用いて画像伸張する画像伸張処理ステップとを備え、
前記参照フレーム入力ステップでは、画像データの特徴を示すパラメータに基づいて参照フレーム内で差分情報の生成に使用した参照位置を求め、該参照位置周辺の画像データをキャッシュエリアとして前記メモリから入力する、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２以上の機器間における動作を連携させる情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムに係り、特に、複数の機器が協調動作により分散処理を行なうことで、仮想的に１台の機器として動作する情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、１以上のサブプロセッサと各サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサからなるマルチプロセッサ構成の情報処理装置において各プロセッサが好適に連携動作する情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムに係り、特に、各サブプロセッサが、メインプロセッサから割り当てられた処理を、高いパフォーマンスで且つシステム全体の性能を低下させることなく実行する情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
複数のコンピュータ同士をネットワークで相互接続することにより、情報資源の共有、ハードウェア資源の共有、複数のユーザ間でのコラボレーションが実現することが知られている。コンピュータ間の接続メディアとして、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどさまざまである。
【０００４】
特に最近では、一般家庭内にもコンピュータやネットワークなどの技術が深く浸透してきている。家庭内のパーソナル・コンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの情報機器、さらにはテレビ受像機やビデオ再生装置などＡＶ機器や、各種の情報家電、ＣＥ（Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）機器などがホームネットワーク経由で相互接続されている。また、このようなホームネットワークは、多くの場合、ルータ経由でインターネットを始めとする外部の広域ネットワークに相互接続されている。
【０００５】
上述したようにホームネットワーク上に複数のＡＶ機器が接続されるという利用形態が想定されるが、いままでは、ＡＶ機器間で充分な連携がなされていない、という問題がある。このような問題に対し、最近では、ネットワーク上の機器同士を連携させるために、機器の協調動作により高い演算性能を実現するというグリッドコンピューティング技術に関する研究開発が進められている（例えば、特許文献１〜５を参照のこと）。
【０００６】
このグリッドコンピューティング技術によれば、ネットワーク上の複数の情報処理装置が強調動作して分散処理を行ない、ユーザからは仮想的に１台の情報処理装置として動作することができる。
【０００７】
例えば、録画予約機能を持つ複数台の情報処理装置がネットワーク上に接続されている場合、録画予約の連携動作を実現することができる。すなわち、複数台の情報処理装置がホームネットワーク経由で録画予約の動作を連携させている場合、ホームネットワーク上では仮想的に１台の録画機器として動作する。そして、ユーザは、いずれかの機器のユーザ・インターフェースを用いて、ホームネットワークに接続されている任意の機器を用いて録画予約を行なうことができる。
【０００８】
さらにこのような録画予約機能の連携により、予約時間が重複した番組（いわゆる裏番組）を同時録画することが可能である。同様に、記録したコンテンツの再生動作を複数の機器間で連携させ、同時・同期的なコンテンツ再生を実現することができる。このコンテンツ再生機能の連携により、別々の機器で記録されたコンテンツの再生を同時、同期的に進行させることにより、コンテンツ再生においてチャンネル切り換えの概念を導入することができる。
【０００９】
このような仮想的な１台の機器によれば、１台の機器のハードウェア資源や処理能力だけではユーザからの要求に応じることができない場合であっても、ネットワーク上で連携・協調動作する他の機器における余剰の処理能力を活用することで、ユーザの要求に応じることができ、さらに通常の１台の機器では現実的ではないサービスを実現することができる。
【００１０】
グリッドコンピューティングを実現する個々の情報処理装置は、例えばマルチプロセッサシステムとして構成される。この場合、情報処理装置には、自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサが装備されている。
【００１１】
このような情報処理装置においては、メインプロセッサは各サブプロセッサが持つ余剰処理能力などの資源管理を行ない、複数の機能を同時並行して実行することができる。例えば、テレビ番組の録画予約や、録画コンテンツの再生や、シーン認識、再エンコード・画質改善などの録画コンテンツに関する付加的な処理を、サブプロセッサを用いて分散処理することができる。
【００１２】
図２４には、グリッドコンピューティングを実現する情報処理システムの構成例を模式的に示している。
【００１３】
図示のシステムは、メインプロセッサと、１以上のサブプロセッサからなるマルチプロセッサ構成であり、各プロセッサは自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行することができる。メインプロセッサは、サブプロセッサのローカルストレージ上に処理を依頼するサブプロセッサプログラムをロードし、サブプロセッサに対しそのプログラムの実行を命令することができる。
【００１４】
また、図示のステムでは、システムバスを介して各プロセッサで共有するメインメモリが設けられている。メインプロセッサは、このメインメモリ上に展開されている各データの処理をサブプロセッサ毎に割り当てることにより、複数の処理を分散し、同時並行して実行することができる。
【００１５】
例えば、サブプロセッサは、メインメモリから自分のローカルストレージに転送されたデータを演算に使用する。サブプロセッサ内部の演算器は、演算中は自分のローカルストレージにのみアクセスし、直接メインメモリをアクセスすることはしない。演算が終了すると、ローカルストレージ内に格納された演算結果がメインメモリに書き戻される。すなわち、サブプロセッサは、逐次メインメモリにアクセスせず、自分のローカルストレージをいわばキャッシュメモリとして使用する。このような動作手順をとることで、以下の問題が解決される。
【００１６】
（１）メインメモリを共有することによるアクセス競合の防止
（２）低速なメインメモリを使うことによるパフォーマンス低下
（３）システムバスのトラヒック増加防止
【００１７】
但し、ローカルストレージにおけるキャッシュのヒット率が十分に高くないと、データ処理中のメインメモリへのアクセス回数が増えるため、サブプロセッサにおけるデータ処理のパフォーマンスが低下してしまう。また、メインメモリへアクセスする度にシステムバスのトラフィックが増加するので、システム全体の性能も低下してしまう。
【００１８】
ところで、上述したようなマルチプロセッサ構成の情報処理システムで画像処理を扱う場合に、メインプロセッサは、圧縮された画像の復号処理を、１つのサブプロセッサに割り当てることができる。この場合、さらに他のサブプロセッサに対し、画像データをユーザの好みの品質に編集する画質改善や、他の符号化方式へ再符号化するリエンコードなど、復号された画像データに対する他の処理を指示し、システム全体として連携動作を行なうことができる。
【００１９】
画像の圧縮処理では一般に、フレーム全体をマクロブロックと呼ばれる小さな領域に分割して信号処理が行なわれる。例えば、標準的な画像圧縮規格の１つであるＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）における基本的な圧縮アルゴリズムは以下の通りである。すなわち、
【００２０】
（１）マクロブロックを符号化単位として時間的画面相関に基づく情報圧縮を行なう。
（２）マクロブロックをサブブロックに細分化して、ＤＣＴによる空間的情報圧縮を行なう。
（３）動き補償フレーム間予測などを利用して可変長符号化を行なう。
（４）ＤＣＴ係数の量子化スケール制御により、全体の符号発生量の制御を行なう。
【００２１】
また、画像圧縮では、一般に、圧縮対象のフレームと参照となるフレーム間の差分情報を圧縮するフレーム間符号化が行なわれる。例えばＭＰＥＧでは、ある画素の信号値を別の時間の画素の信号値との差分で表す「予測符号化」を用いるが、特に、フレーム内で予測する「フレーム内予測」、この再生画面を基に予測する「フレーム間順方向予測」と、過去再生画面と未来再生画面の双方を用いて現在画面を予測する「フレーム間双方向予測」の組み合わせで実現される。このため、ＭＰＥＧで扱う画像タイプは、イントラ符号化（フレーム内予測）画面のみからなるＩピクチャ（Ｉｎｔｒａ−Ｐｉｃｔｕｒｅ）、フレーム間順方向予測により生成されるＰピクチャ（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ）、フレーム間双方向予測により生成されるＢピクチャ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ）の３種類となる。
【００２２】
ここで、フレームメモリのサイズはＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎ）サイズの画像では１フレーム当たり３Ｍバイトから６Ｍバイト程度にのぼる。このため、画像符号化・復号化など画像フレームを扱うシステムでは、ビット当たりの単価が安いＤＲＡＭが使われる。そして、ＤＲＡＭは低速であることから、通常のプロセッサはキャッシュを有するシステムをとることが多い。一般的なキャッシュの動作としては、プロセッサがアクセスしたメモリアドレスに連続した領域のデータがキャッシュメモリに格納される。
【００２３】
上述したようなマルチプロセッサ構成の情報処理システムを用いて圧縮画像の復号処理を実現する場合、圧縮画像データ、復号結果を格納するフレームメモリなどの大容量メモリを必要とするデータは、システム全体で共用するメインメモリにその領域が確保される。そして、サブプロセッサは、マクロブロックの復号処理に応じてサイズの小さなローカルストレージに必要な一部分のデータのみを転送して、復号処理をする必要がある。
【００２４】
例えば、フレーム間の予測符号化が行なわれている圧縮画像を復号する場合、以下のようにメインメモリ−ローカルメモリ間でデータ転送が発生する。
【００２５】
（１）圧縮された差分信号の転送（メインメモリからローカルストレージへ）
（２）予測画像データの転送（メインメモリからローカルストレージへ）
（３）復号結果の転送（ローカルストレージからメインメモリへ）
【００２６】
メインメモリとローカルストレージ間を繋ぐバスは複数のモジュールが共通して使用すること、メインメモリは低速なＤＲＡＭが用いられる場合が多いことなどから、メインメモリ−ローカルストレージ間のデータ転送がシステム全体の性能を低下させる要因となる。
【００２７】
この問題の解決策の１つとしてキャッシュを実装することが考えられる。キャッシュを実装することでメインメモリへのアクセス回数を減らし、結果として復号処理全体の性能低下を防ぐことが可能になる。図２４に示したマルチプロセッサ構成のシステムでは、各サブプロセッサは自己のローカルストレージをキャッシュとして利用する。
【００２８】
圧縮信号の転送を行なう（１）の場合、圧縮されたストリームデータは時間軸に沿って逐次的に処理されるものであることから、サブプロセッサがアクセスしたメモリアドレスに連続した領域のデータをキャッシュするという通常のキャッシュ動作により、常にキャッシュに有効なデータを置いておくことが容易に実現できる。
【００２９】
また、復号結果をフレームメモリへの書き戻す（３）の場合、転送結果を用いて次の処理を行なう必要がないため、サブプロセッサ側で転送終了待ちによるパフォーマンス低下が発生することはない。
【００３０】
これに対し、（２）の予測画像データは、画像の特徴、つまりフレーム間での画像の動く方向や速度などに応じて変動するため、キャッシュをミスする確率が変わってくる。すなわち、サブプロセッサがアクセスしたメモリアドレスに連続した領域のデータをキャッシュするという通常のキャッシュ動作では、十分なキャッシュヒット率を得ることができない。
【００３１】
このキャッシュミスによりデータ転送待ちが発生してしまい、サブプロセッサにおける復号処理が滞るとともに、システムバスのトラフィック増加によりシステム全体の性能低下を引き起こしてしまう。
【００３２】
【特許文献１】特開２００２−３４２１６５号公報
【特許文献２】特開２００２−３５１８５０号公報
【特許文献３】特開２００２−３５８２８９号公報
【特許文献４】特開２００２−３６６５３３号公報
【特許文献５】特開２００２−３６６５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
本発明の目的は、１以上のサブプロセッサと各サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサからなるマルチプロセッサ構成の情報処理装置において各プロセッサが好適に連携動作することができる、優れた情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。
【００３４】
本発明のさらなる目的は、各サブプロセッサが、メインプロセッサから割り当てられた処理を、高いパフォーマンスで且つシステム全体の性能を低下させることなく実行することができる、優れた情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。
【００３５】
本発明のさらなる目的は、システム全体で共有するメモリ上の各データの処理をサブプロセッサ毎に割り当て、システム全体の性能を低下させることなく各サブプロセッサが割り当てられた処理を実行することができる、優れた情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。
【００３６】
本発明のさらなる目的は、サブプロセッサが、システム全体で共有するメモリ上の圧縮画像の復号処理を、高いパフォーマンスで且つシステム全体の性能を低下させることなく実行することができる、優れた情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、前記サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサと、プロセッサが共有するメインメモリとを備え、前記メインメモリ上に展開されているデータの処理が割り当てられたサブプロセッサは、現在ローカルストレージ上にキャッシュされているデータの特徴に基づいて、次にローカルストレージにキャッシュすべきメインメモリ上のキャッシュエリアを適応的に決定することを特徴とする情報処理システムである。
【００３８】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００３９】
自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサとを備えたマルチプロセッサ構成の情報処理システムによれば、各サブプロセッサの連携により、１つのプロセッサでは負荷の高い処理を分散して実現可能となり、あるいは関連する２以上のデータ処理を同期・協調して実行することができるようになるので、ユーザに対し高機能・高付加価値のサービスを提供することができる。
【００４０】
ここで、各サブプロセッサは、メインメモリ上にあるデータの処理を行なう際に、自己のローカルストレージをいわゆるキャッシュメモリとして使用することで、メインメモリへのアクセス競合やシステムバスのトラフィック増加を抑止することができる。ところが、キャッシュのヒット率が十分に高くなければ、その効果を十分に発揮することができない。
【００４１】
これに対し、本発明によれば、現在キャッシュされているデータに基づいて、次のキャッシュエリアを適応的に決定するので、後続のデータ処理でローカルストレージ上のキャッシュにヒットする確率が高くなり、サブプロセッサ自体のデータ処理のパフォーマンスが向上する。また、キャッシュのヒットにより、メインメモリへのアクセスに伴うシステムバスのトラフィックを低減することができるので、システム全体の性能も向上する。
【００４２】
例えば、システム全体で共有するメインメモリ上の圧縮画像データをあるサブプロセッサを用いて復号処理する場合、このサブプロセッサは、現在ローカルストレージ上にキャッシュされている画像データの特徴を示すパラメータに基づいて、次にローカルストレージにキャッシュすべきメインメモリ上のキャッシュエリアを適応的に決定する。
【００４３】
圧縮画像データは、一般に、圧縮対象のフレームと参照となるフレーム間の差分情報を圧縮するフレーム間符号化処理が施されている。したがって、サブプロセッサは、画像データの特徴を示すパラメータに基づいて参照フレーム内で差分情報の生成に使用した参照位置を求め、該参照位置周辺の画像データをキャッシュエリアとするようにすればよい。ここで言う画像データの特徴を示すパラメータとして、画像データとともに符号化される画像ブロックの動き情報を用いることができる。そして、符号化された画像ブロックの動き情報に基づいて、画像ブロックの移動方向、速度を計算して画像ブロックの動作を予測し、キャッシュエリアを求めることができる。
【００４４】
ここで、過去の画像ブロック数個分の動き情報を保存し、Ｘ及びＹ各座標方向の移動速度から、次の画像ブロックで使用する動き情報を外挿により求めるようにしてもよい。
【００４５】
また、常に画像ブロックの動作の予測を行ない、投機的にキャッシュの先読み処理を実行するようにしてもよい。
【００４６】
動きベクトルを用いて画像ブロックの移動方向、速度を計算して、キャッシュエリアを求める場合であっても、キャッシュ領域は有限なため、キャッシュミスした際にのみ動き予測とキャッシュエリア算出を行なう場合には、いつかキャッシュミスして転送待ちのオーバヘッドにより処理性能が低下してしまう。
【００４７】
そこで、キャッシュミスの有無に拘らず、常に動きベクトルの予測を行ない、投機的にキャッシュの先読み処理を実行する。この場合、毎回動きベクトルの予測処理が必要になるが、キャッシュミス時のデータ転送待ち処理に比べて予測処理のオーバヘッドの方の負荷が少なければ、システム全体としての性能を向上させることができる。投機的なキャッシュ処理によって発生するメインメモリとローカルストレージ間のデータ転送は、マクロブロック単位で行なう画像復号処理に比べて短い時間で処理を終える。したがって、復号システムの全体性能を低下させることなく、効率よく参照画像データのキャッシュ処理を行なうことが実現可能になる。
【００４８】
また、本発明の第２の側面は、自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、前記サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサと、各プロセッサが共有するメインメモリとを備えたシステム上で、メインメモリ上のデータの処理をサブプロセッサに割り当てて実行するための処理手順をコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータプログラムであって、
メインメモリから処理対象のデータをサブプロセッサのローカルストレージに転送するステップと、
サブプロセッサがローカルストレージ上のデータを処理するデータ処理ステップと、
ローカルストレージ上で処理したデータの特徴に基づいて次にローカルストレージにキャッシュすべきメインメモリ上のキャッシュエリアを適応的に決定するキャッシュエリア決定ステップと、
キャッシュエリアが既にローカルストレージ上にキャッシュされているか否かを判定するステップと、
キャッシュミスしている場合に、決定されたキャッシュエリアをメインメモリからキャッシュエリアに転送するステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータプログラムである。
【００４９】
本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータプログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータプログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る情報処理システムと同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、１以上のサブプロセッサと各サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサからなるマルチプロセッサ構成の情報処理システムにおいて、各サブプロセッサが、メインプロセッサから割り当てられた処理を、システム全体の性能を低下させることなく実行することができる、優れた情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムを提供することができる。
【００５１】
また、本発明によれば、システム全体で共有するメモリ上の各データの処理をサブプロセッサ毎に割り当て、システム全体の性能を低下させることなく各サブプロセッサが割り当てられた処理を実行することができる、優れた情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムを提供することができる。
【００５２】
また、本発明によれば、システム全体で共有するメモリ上の圧縮画像の復号処理を、あるサブプロセッサを用いて、システム全体の性能を低下させることなく実行することができる、優れた情報処理システム及び情報処理方法、並びにコンピュータプログラムを提供することができる。
【００５３】
本発明によれば、動きベクトルの動き方向、動き速度を用いて参照画像の特徴に合わせてキャッシュ制御を行なう。これによって、マクロブロックの復号処理において参照画像データのキャッシュヒット率を高くすることにより、転送待ちをする確率が低くなり、復号システムの処理速度面での性能向上を図ることができる。
【００５４】
また、本発明によれば、ヒットする可能性の高いデータをキャッシュに格納する。したがって、従来のシステムと同等の性能を維持するのであれば、キャッシュサイズを小さくすることができる。結果的にメモリ間の転送量の削減することが可能になるので、電力効率が向上する。
【００５５】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００５７】
Ａ．システム構成
本発明は、２以上の情報処理装置間における動作をホームネットワーク経由で好適に連携させることにより、別々の場所に設定されている各機器における録画予約操作を簡易且つ効率的にするものである。ネットワーク上の機器同士を連携させるために、機器の協調動作により高い演算性能を実現するためのグリッドコンピューティング技術を活用する。
【００５８】
図１には、グリッドコンピューティングを適用して構成される、ネットワークシステムの構成を模式的に示している。
【００５９】
ネットワークは、インターネットやその他の広域ネットワーク、並びに、広域ネットワークとはゲートウェイなどを介して接続されるＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やホームネットワークなどのプライベートなネットワークで構成される。ホームネットワークは、物理的には、１０ＢａｓｅＴや１００ＢａｓｅＴＸ、Ｇｉｇａ  ｅａｔｈｅｒなどの標準的なネットワークインターフェースで構成することができる。また、ホームネットワーク上で他の機器を発見する仕組みとしてＵｐｎｐ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｐｌｕｇ  ａｎｄ  Ｐｌａｙ）を利用することができる。Ｕｐｎｐによれば、ネットワーク接続された機器間で、ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｄｅｄ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式で記述された定義ファイルを交換し、アドレッシング処理、ディスカバリ処理、サービス要求処理を経て相互認証を行なう。あるいは同一セグメント内での規定の機器情報を記述したパケットのブロードキャストすることによっても実現可能である。
【００６０】
ネットワーク上には、複数の情報処理装置が接続されている。情報処理装置の例として、ＤＶＤレコーダやＨＤレコーダのような、記録メディアを搭載し録画予約機能を備えたＡＶ機器、あるいはコンパクト・ディスクなどの記録機能を持たない再生専用のＡＶ機器、その他の情報処理装置が挙げられる。また、情報処理装置の他の例は、ＰＤＡやパーソナル・コンピュータなどの計算機処理システムを挙げることができる。図１に示す例では、ネットワーク９を介して複数の情報処理装置１、２、３、４が接続されている。
【００６１】
Ａ−１．情報処理装置及び情報処理コントローラ
情報処理装置１、２、３、４は、例えば各種のＡＶ（Ａｕｄｉｏ  ａｎｄ  Ｖｉｓｕａｌ）機器やポータブル機器である（後述）。
【００６２】
図示の通り、情報処理装置１は、コンピュータ機能部として情報処理コントローラ１１を備える。情報処理コントローラ１１は、メインプロセッサ２１−１、サブプロセッサ２３−１、２３−２、２３−３、ＤＭＡＣ（ダイレクトメモリアクセスコントローラ）２５−１、及びＤＣ（ディスクコントローラ）２７−１を備えている。情報処理コントローラ１１は、ワンチップＩＣ（集積回路）として構成することが望ましい。
【００６３】
メインプロセッサ２１−１は、サブプロセッサ２３−１、２３−２、２３−３によるプログラム実行（データ処理）のスケジュール管理と、情報処理コントローラ１１（情報処理装置１）の全般的な管理とを行なう。但し、メインプロセッサ２１−１内で管理を行なうためのプログラム以外のプログラムが動作するように構成することもできる。この場合、メインプロセッサ２１−１はサブプロセッサとしても機能することになる。メインプロセッサ２１−１は、ＬＳ（ローカル・ストレージ）２２−１を備えている。
【００６４】
１台の情報処理装置に備わるサブプロセッサは１つでもよいが、望ましくは複数とする。図示の例では、複数の場合である。各サブプロセッサ２３−１、２３−２、２３−３は、メインプロセッサ２１−１の制御下で、並列的且つ独立にプログラムを実行し、データを処理する。さらに、場合によってメインプロセッサ２１−１内のプログラムがサブプロセッサ２３−１、２３−２、２３−３内のプログラムと連携して動作することもできる。各サブプロセッサ２３−１、２３−２、２３−３も、それぞれＬＳ（ローカルストレージ）２４−１、２４−２、２４−３を備えている。
【００６５】
ＤＭＡＣ（直接メモリアクセスコントローラ）２５−１は、情報処理コントローラ１１に接続されたＤＲＡＭ（ダイナミックＲＡＭ）などからなるメインメモリ２６−１に格納されているプログラム及びデータにプロセッサの介在なしにアクセスするものである。また、ＤＣ（ディスクコントローラ）２７−１は、情報処理コントローラ１１に接続された外部記録部２８−１、２８−２へのアクセス動作を制御する。
【００６６】
外部記録部２８−１、２８−２は、固定ディスク（ハードディスク）、あるいはリムーバブルディスクのいずれの形態でもよい。また、リムーバブルディスクとして、ＭＯ（磁気ディスク）、ＣＤ±ＲＷ、ＤＶＤ±ＲＷなどの光ディスク、メモリディスク、ＳＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）、ＲＯＭなど各種の記録メディアを用いることができる。ＤＣ２７−１は、ディスクコントローラと称するが、要するに外部記録部コントローラである。図１に示すように、外部記録部２８を複数接続できるように、情報処理コントローラ１１を構成することができる。
【００６７】
メインプロセッサ２１−１、各サブプロセッサ２３−１、２３−２、２３−３、ＤＭＡＣ２５−１、及びＤＣ２７−１は、バス２９−１によって相互接続されている。
【００６８】
情報処理コントローラ１１には、当該情報処理コントローラ１１を搭載する情報処理装置１をネットワーク全体を通して一意に識別できる識別子が、情報処理装置ＩＤとして割り当てられている。また、メインプロセッサ２１−１及び各サブプロセッサ２３−１、２３−２、２３−３に対しても同様に、それぞれを特定できる識別子が、メインプロセッサＩＤ及びサブプロセッサＩＤとして割り当てられる。
【００６９】
他の情報処理装置２、３、４も同様に構成されるので、ここでは説明を省略する。ここで、親番号が同一であるユニットは枝番号が異なっていても、特に断りがない限り同じ働きをするものとする。また、以下の説明において枝番号が省略されている場合には、枝番号の違いによる差異を生じないものとする。
【００７０】
Ａ−２．各サブプロセッサからメインメモリへのアクセス
上述したように、１つの情報処理コントローラ内の各サブプロセッサ２３は、独立にプログラムを実行し、データを処理するが、異なるサブプロセッサがメインメモリ２６内の同一領域に対して同時に読み出し又は書き込みを行なった場合には、データの不整合を生じ得る。そこで、サブプロセッサ２３からメインメモリ２６へのアクセスは、以下のような手順によって行なう。
【００７１】
図２（Ａ）には、メインメモリ２６内のロケーションを示している。同図に示すように、メインメモリ２６は複数のアドレスを指定できるメモリロケーションによって構成され、各メモリロケーションに対してデータの状態を示す情報を格納するための追加セグメントが割り振られる。追加セグメントは、Ｆ／Ｅビット、サブプロセッサＩＤ及びＬＳアドレス（ローカル・ストレージアドレス）を含むものとされる。また、各メモリロケーションには、後述のアクセス・キーも割り振られる。Ｆ／Ｅビットは、以下のように定義される。
【００７２】
Ｆ／Ｅビット＝０は、サブプロセッサ２３によって読み出されている処理中のデータ、又は空き状態であるため最新データではない無効データであり、読み出し不可であることを示す。また、Ｆ／Ｅビット＝０は、当該メモリ・ロケーションにデータ書き込み可能であることを示し、書き込み後に１に設定される。
【００７３】
Ｆ／Ｅビット＝１は、当該メモリロケーションのデータがサブプロセッサ２３によって読み出されておらず、未処理の最新データであることを示す。当該メモリ・ロケーションのデータは読み出し可能であり、サブプロセッサ２３によって読み出された後に０に設定される。また、Ｆ／Ｅビット＝１は、当該メモリ・ロケーションがデータ書き込み不可であることを示す。
【００７４】
さらに、上記Ｆ／Ｅビット＝０（読み出し不可／書き込み可）の状態において、当該メモリ・ロケーションについて読み出し予約を設定することは可能である。Ｆ／Ｅビット＝０のメモリロケーションに対して読み出し予約を行なう場合には、サブプロセッサ２３は、読み出し予約を行なうメモリロケーションの追加セグメントに、読み出し予約情報として当該サブプロセッサ２３のサブプロセッサＩＤ及びＬＳアドレスを書き込む。
【００７５】
その後、データ書き込み側のサブプロセッサ２３により、読み出し予約されたメモリ・ロケーションにデータが書き込まれ、Ｆ／Ｅビット＝１（読み出し可／書き込み不可）に設定されたとき、あらかじめ読み出し予約情報として追加セグメントに書き込まれたサブプロセッサＩＤ及びＬＳアドレスに読み出される。
【００７６】
複数のサブプロセッサによってデータを多段階に処理する必要がある場合、このように各メモリロケーションのデータの読み出し／書き込みを制御することにより、前段階の処理を行なうサブプロセッサ２３が処理済みのデータをメインメモリ２６上の所定のアドレスに書き込んだ後に即座に、後段階の処理を行なう別のサブプロセッサ２３が前処理後のデータを読み出すことが可能となる。
【００７７】
また、図２（Ｂ）には、各サブプロセッサ２３内のＬＳ２４におけるメモリロケーションを示している。同図に示すように、各サブプロセッサ２３内のＬＳ２４も、複数のアドレスを指定できるメモリロケーションによって構成される。各メモリロケーションに対しては、同様に追加セグメントが割り振られる。追加セグメントは、ビジービットを含むものとされる。
【００７８】
サブプロセッサ２３がメインメモリ２６内のデータを自身のＬＳ２４のメモリロケーションに読み出すときには、対応するビジービットを１に設定して予約する。ビジービットが１であるメモリロケーションには、他のデータは格納することができない。ＬＳ２４のメモリロケーションに読み出し後、ビジービットは０になり、任意の目的に使用できるようになる。
【００７９】
図２（Ａ）に示すように、さらに、各情報処理コントローラと接続されたメインメモリ２６には、メインメモリ２６内の領域を画定する複数のサンドボックスが含まれる。メインメモリ２６は、複数のメモリロケーションから構成されるが、サンドボックスは、これらのメモリロケーションの集合である。各サンドボックスは、サブプロセッサ２３毎に割り当てられ、該当するサブプロセッサが排他的に使用することができる。すなわち、各々のサブプロセッサ２３は、自身に割り当てられたサンドボックスを使用できるが、この領域を超えてデータのアクセスを行なうことはできない。
【００８０】
さらに、メインメモリ２６の排他的な制御を実現するために、図２（Ｃ）に示すようなキー管理テーブルが用いられる。キー管理テーブルは、情報処理コントローラ内のＳＲＡＭのような比較的高速のメモリに格納され、ＤＭＡＣ２５と関連付けられる。キー管理テーブル内の各エントリには、サブプロセッサＩＤ、サブプロセッサ・キー及びキーマスクが含まれる。
【００８１】
サブプロセッサ２３がメインメモリ２６を使用する際のプロセスは、以下の通りである。まず、サブプロセッサ２３はＤＭＡＣ２５に、読み出し又は書き込みのコマンドを出力する。このコマンドには、自身のサブプロセッサＩＤと、使用要求先であるメインメモリ２６のアドレスが含まれる。
【００８２】
ＤＭＡＣ２５は、このコマンドを実行する前にキー管理テーブルを参照し、使用要求元のサブプロセッサのサブプロセッサキーを調べる。次に、ＤＭＡＣ２５は、調べた使用要求元のサブプロセッサキーと、使用要求先であるメインメモリ２６内の図２（Ａ）に示したメモリロケーションに割り振られたアクセスキーとを比較して、２つのキーが一致した場合にのみ、上記のコマンドを実行する。
【００８３】
図２（Ｃ）に示したキー管理テーブル上のキーマスクは、その任意のビットが１になることによって、そのキーマスクに関連付けられたサブプロセッサキーの対応するビットが０又は１になることができる。
【００８４】
例えば、サブプロセッサキーが１０１０であるとする。通常、このサブプロセッサキーによって１０１０のアクセスキーを持つサンドボックスへのアクセスだけが可能になる。しかし、このサブプロセッサキーと関連付けられたキーマスクが０００１に設定されている場合には、キーマスクのビットが１に設定された桁のみにつき、サブプロセッサキーとアクセスキーとの一致判定がマスクされ、このサブプロセッサキー１０１０によってアクセスキーが１０１０又は１０１１のいずれかであるアクセスキーを持つサンドボックスへのアクセスが可能となる。
【００８５】
以上のようにして、メインメモリ２６のサンドボックスの排他性が実現される。すなわち、１つの情報処理コントローラ内に配置された複数のサブプロセッサによってデータを多段階に処理する必要がある場合、前段階の処理を行なうサブプロセッサと、後段階の処理を行なうサブプロセッサのみが、メインメモリ２６の所定アドレスにアクセスできるようになり、データを保護することができる。
【００８６】
このようなメモリの排他制御は、例えば以下のように使用することができる。まず、情報処理装置の起動直後においては、キーマスクの値はすべてゼロである。メインプロセッサ内のプログラムが実行され、サブプロセッサ内のプログラムと連携動作するものとする。第１のサブプロセッサにより出力された処理結果データを一旦メインメモリに格納し、第２のサブプロセッサに入力したいときには、該当するメインメモリ領域は、当然どちらのサブプロセッサからもアクセス可能である必要がある。このような場合に、メインプロセッサ内のプログラムは、キーマスクの値を適切に変更し、複数のサブプロセッサからアクセスできるメインメモリ領域を設けることにより、サブプロセッサによる多段階的の処理を可能にする。
【００８７】
より具体的には、他の情報処理装置からのデータ→第１のサブプロセッサによる処理→第１のメインメモリ領域→第２のサブプロセッサによる処理→第２のメインメモリ領域、という手順で多段階処理が行なわれるときには、以下のような設定のままでは、第２のサブプロセッサは第１のメインメモリ領域にアクセスすることができない。
【００８８】
第１のサブプロセッサのサブプロセッサ・キー：０１００、
第１のメインメモリ領域のアクセス・キー    ：０１００、
第２のサブプロセッサのサブプロセッサ・キー：０１０１、
第２のメインメモリ領域のアクセス・キー    ：０１０１
【００８９】
そこで、第２のサブプロセッサのキーマスクを０００１にすることにより、第２のサブプロセッサによる第１のメインメモリ領域へのアクセスを可能にすることができる。
【００９０】
Ａ−３．ソフトウェアセルの生成及び構成
図１のネットワークシステムでは、情報処理装置１、２、３、４間での分散処理のために、情報処理装置１、２、３、４間でソフトウェアセルが伝送される。すなわち、ある情報処理装置内の情報処理コントローラに含まれるメインプロセッサ２１は、コマンド、プログラム及びデータを含むソフトウェアセルを生成し、ネットワーク９を介して他の情報処理装置に送信することによって、処理を分散することができる。
【００９１】
図３には、ソフトウェアセルの構成の一例を示している。図示のソフトウェアセルは、送信元ＩＤ、送信先ＩＤ、応答先ＩＤ、セルインターフェース、ＤＭＡコマンド、プログラム、及びデータによって構成される。
【００９２】
送信元ＩＤには、ソフトウェアセルの送信元である情報処理装置のネットワークアドレス及び当該情報処理装置内の情報処理コントローラの情報処理装置ＩＤ、さらに、当該情報処理装置内の情報処理コントローラが備えるメインプロセッサ２１及び各サブプロセッサ２３の識別子（メインプロセッサＩＤ及びサブプロセッサＩＤ）が含まれる。
【００９３】
送信先ＩＤ及び応答先ＩＤには、ソフトウェアセルの送信先である情報処理装置、及びソフトウェアセルの実行結果の応答先である情報処理装置についての同じ情報がそれぞれ含まれる。
【００９４】
セルインターフェースは、ソフトウェアセルの利用に必要な情報であり、グローバルＩＤ、必要なサブプロセッサの情報、サンドボックスサイズ、及び前回のソフトウェアセルＩＤで構成される。
【００９５】
グローバルＩＤは、ネットワーク全体を通して当該のソフトウェアセルを一意的に識別できるものであり、送信元ＩＤと、ソフトウェアセルの作成又は送信の日時（日付及び時刻）に基づいて作成される。
【００９６】
必要なサブプロセッサの情報は、当該ソフトウェアセルの実行に必要なサブプロセッサの数が設定される。サンドボックスサイズは、当該ソフトウェアセルの実行に必要なメインメモリ２６内及びサブプロセッサ２３のＬＳ２４内のメモリ量が設定される。
【００９７】
前回のソフトウェアセルＩＤは、ストリーミングデータなどのシーケンシャルな実行を要求する１グループのソフトウェアセル内の、前回のソフトウェアセルの識別子である。
【００９８】
ソフトウェアセルの実行セクションは、ＤＭＡコマンド、プログラム及びデータで構成される。ＤＭＡコマンドには、プログラムの起動に必要な一連のＤＭＡコマンドが含まれ、プログラムには、サブプロセッサ２３によって実行されるサブプロセッサプログラムが含まれる。ここでのデータは、このサブプロセッサプログラムを含むプログラムによって処理されるデータである。
【００９９】
さらに、ＤＭＡコマンドには、ロードコマンド、キックコマンド、機能プログラム実行コマンド、ステータス要求コマンド、及びステータス返信コマンドが含まれる。
【０１００】
ロードコマンドは、メインメモリ２６内の情報をサブプロセッサ２３内のＬＳ２４にロードするコマンドであり、ロードコマンド自体の他に、メインメモリアドレス、サブプロセッサＩＤ及びＬＳアドレスを含む。メインメモリアドレスは、情報のロード元であるメインメモリ２６内の所定領域のアドレスを示す。サブプロセッサＩＤ及びＬＳアドレスは、情報のロード先であるサブプロセッサ２３の識別子及びＬＳ２４のアドレスを示す。
【０１０１】
キックコマンドは、プログラムの実行を開始するコマンドであり、キックコマンド自体の他に、サブプロセッサＩＤ及びプログラムカウンタを含む。サブプロセッサＩＤは、キック対象のサブプロセッサ２３を識別し、プログラムカウンタは、プログラム実行用プログラムカウンタのためのアドレスを与える。
【０１０２】
機能プログラム実行コマンドは、ある情報処理装置が他の情報処理装置に対して、機能プログラムの実行を要求するコマンドである（後述）。機能プログラム実行コマンドを受信した情報処理装置内の情報処理コントローラは、機能プログラムＩＤ（後述）によって、起動すべき機能プログラムを識別する。
【０１０３】
ステータス要求コマンドは、送信先ＩＤで示される情報処理装置の現在の動作状態（状況）に関する装置情報を、応答先ＩＤで示される情報処理装置宛に送信要求するコマンドである。機能プログラムについては後述するが、図６に示す情報処理コントローラのメインメモリ２６が記憶するソフトウェアの構成図において機能プログラムにカテゴライズされるプログラムである。機能プログラムは、メインメモリ２６にロードされ、メインプロセッサ２１により実行される。
【０１０４】
ステータス返信コマンドは、上記のステータス要求コマンドを受信した情報処理装置が、自身の装置情報を当該ステータス要求コマンドに含まれる応答先ＩＤで示される情報処理装置に応答するコマンドである。ステータス返信コマンドは、実行セクションのデータ領域に装置情報を格納する。
【０１０５】
図４には、ＤＭＡコマンドがステータス返信コマンドである場合におけるソフトウェアセルのデータ領域の構造を示している。
【０１０６】
情報処理装置ＩＤは、情報処理コントローラを備える情報処理装置を識別するための識別子であり、ステータス返信コマンドを送信する情報処理装置のＩＤを示す。情報処理装置ＩＤは、電源投入時に、その情報処理装置内の情報処理コントローラに含まれるメインプロセッサ２１によって、電源投入時の日時、情報処理装置のネットワークアドレス及び情報処理装置内の情報処理コントローラに含まれるサブプロセッサ２３の数などに基づいて生成される。
【０１０７】
情報処理装置種別ＩＤには、当該情報処理装置の特徴を表す値が含まれる。ここで言う情報処理装置の特徴とは、例えば、ハードディスクレコーダ（後述）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ポータブルＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）プレーヤなどである。また、情報処理装置種別ＩＤは、映像音声記録、映像音声再生など、情報処理装置が持つ機能を表すものであってもよい、情報処理装置の特徴や機能を表す値はあらかじめ決められているものとし、情報処理装置種別ＩＤを呼び出すことにより当該情報処理装置の特徴や機能を把握することが可能である。
【０１０８】
ＭＳ（マスター／スレーブ）ステータスは、後述するように情報処理装置がマスター装置又はスレーブ装置のいずれで動作しているかを表すもので、これが０に設定されている場合にはマスター装置として動作していることを示し、１に設定されている場合にはスレーブ装置として動作していることを示す。
【０１０９】
メインプロセッサ動作周波数は、情報処理コントローラ内のメインプロセッサ２１の動作周波数を表す。メインプロセッサ使用率は、メインプロセッサ２１で現在動作しているすべてのプログラムについての、メインプロセッサ２１での使用率を表す。メインプロセッサ使用率は、対象メインプロセッサの全処理能力に対する使用中の処理能力の比率を表した値で、例えばプロセッサ処理能力評価のための単位であるＭＩＰＳ［Ｍｉｌｌｉｏｎ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ］を単位として算出され、又は単位時間当りのプロセッサ使用時間に基づいて算出される。後述のサブプロセッサ使用率についても同様である。
【０１１０】
サブプロセッサ数は、当該の情報処理コントローラが備えるサブプロセッサ２３の数を表す。サブプロセッサＩＤは、当該の情報処理コントローラ内の各サブプロセッサ２３を識別するための識別子である。
【０１１１】
サブプロセッサステータスは、各サブプロセッサ２３の状態を表すものであり、ｕｎｕｓｅｄ、ｒｅｓｅｒｖｅｄ，ｂｕｓｙなどの状態がある。ｕｎｕｓｅｄは、当該サブプロセッサが現在使用されてなく、使用の予約もされていないことを示す。ｒｅｓｅｒｖｅｄは、現在は使用されていないが、予約されている状態を示す。ｂｕｓｙは、現在使用中であることを示す。
【０１１２】
サブプロセッサ使用率は、当該のサブプロセッサで現在実行している、又は当該のサブプロセッサに実行が予約されているプログラムについての、当該サブプロセッサでの使用率を表す。すなわち、サブプロセッサ使用率は、サブプロセッサステータスがｂｕｓｙである場合には、現在の使用率を示し、サブプロセッサステータスがｒｅｓｅｒｖｅｄである場合には、後に使用される予定の推定使用率を示す。
【０１１３】
サブプロセッサＩＤ、サブプロセッサステータス及びサブプロセッサ使用率は、１つのサブプロセッサ２３に対して一組設定され、１つの情報処理コントローラ内のサブプロセッサ２３に対応する組数が設定される。
【０１１４】
メインメモリ総容量及びメインメモリ使用量は、それぞれ、当該の情報処理コントローラに接続されているメインメモリ２６の総容量及び現在使用中の容量を表す。
【０１１５】
外部記録部数は、当該の情報処理コントローラに接続されている外部記録部２８の数を表す。外部記録部ＩＤは、当該の情報処理コントローラに接続されている外部記録部２８を一意的に識別する情報である。外部記録部種別ＩＤは、当該の外部記録部の種類（例えば、ハードディスク、ＣＤ±ＲＷ、ＤＶＤ±ＲＷ、メモリディスク、ＳＲＡＭ、ＲＯＭなど）を表す。
【０１１６】
外部記録部総容量及び外部記録部使用量は、それぞれ外部記録部ＩＤによって識別される外部記録部２８の総容量及び現在使用中の容量を表す。
【０１１７】
外部記録部ＩＤ、外部記録部種別ＩＤ、外部記録部総容量及び外部記録部使用量は、１つの外部記録部２８に対して１組設定されるものであり、当該情報処理コントローラに接続されている外部記録部２８の数の組数だけ設定される。すなわち、１つの情報処理コントローラに複数の外部記録部が接続されている場合、それぞれの外部記録部には異なる外部記録部ＩＤが割り当てられ、外部記録部種別ＩＤ、外部記録部総容量及び外部記録部使用量も別々に管理される。
【０１１８】
Ａ−４ソフトウェアセルの実行
ある情報処理装置内の情報処理コントローラに含まれるメインプロセッサ２１は、上述したような構成のソフトウェアセルを生成し、ネットワーク９を介して他の情報処理装置及び当該装置内の情報処理コントローラに送信する。送信元の情報処理装置、送信先の情報処理装置、応答先の情報処理装置、及び各装置内の情報処理コントローラは、それぞれ、上記の送信元ＩＤ、送信先ＩＤ及び応答先ＩＤによって識別される。
【０１１９】
ソフトウェアセルを受信した情報処理装置内の情報処理コントローラに含まれるメインプロセッサ２１は、そのソフトウェアセルをメインメモリ２６に格納する。さらに、送信先のメインプロセッサ２１は、ソフトウェアセルを読み出し、それに含まれるＤＭＡコマンドを処理する。
【０１２０】
具体的には、送信先のメインプロセッサ２１は、まず、ロードコマンドを実行する。これによって、ロードコマンドで指示されたメインメモリアドレスから、ロードコマンドに含まれるサブプロセッサＩＤ及びＬＳアドレスで特定されるサブプロセッサ内のＬＳ２４の所定領域に情報がロードされる。ここでロードされる情報は、受信したソフトウェアセルに含まれるサブプロセッサプログラム又はデータ、あるいはその他の指示されたデータである。
【０１２１】
次に、メインプロセッサ２１は、キックコマンドを、これに含まれるサブプロセッサＩＤで指示されたサブプロセッサに、同様にキックコマンドに含まれるプログラムカウンタとともに出力する。
【０１２２】
指示されたサブプロセッサは、そのキックコマンド及びプログラムカウンタに従って、サブプロセッサプログラムを実行する。そして、実行結果をメインメモリ２６に格納した後、実行を完了したことをメインプロセッサ２１に通知する。
【０１２３】
なお、送信先の情報処理装置内の情報処理コントローラにおいてソフトウェアセルを実行するプロセッサはサブプロセッサ２３に限定されるものではなく、メインプロセッサ２１がソフトウェアセルに含まれる機能プログラムなどのメインメモリ用プログラムを実行するように指定することも可能である。
【０１２４】
この場合には、送信元の情報処理装置は、送信先の情報処理装置宛に、サブプロセッサプログラムの代わりに、メインメモリ用プログラム及びそのメインメモリ用プログラムによって処理されるデータを含み、ＤＭＡコマンドがロードコマンドであるソフトウェアセルを送信し、メインメモリ２６にメインメモリ用プログラム及びそれによって処理されるデータを記憶させる。
【０１２５】
次に、送信元の情報処理装置は、送信先の情報処理装置宛てに、送信先の情報処理装置内の情報処理コントローラについてのメインプロセッサＩＤ、メインメモリ・アドレス、メインメモリ用プログラムを識別するための後述の機能プログラムＩＤなどの識別子、及びプログラムカウンタを含み、ＤＭＡコマンドがキックコマンド又は機能プログラム実行コマンドであるソフトウェアセルを送信し、メインプロセッサ２１に当該メインメモリ用プログラムを実行させる。
【０１２６】
以上のように、本実施形態に係るネットワークシステムでは、送信元の情報処理装置は、サブプロセッサプログラム又はメインメモリ用プログラムをソフトウェアセルによって送信先の情報処理装置に送信するとともに、当該サブプロセッサプログラムを送信先の情報処理装置内の情報処理コントローラに含まれるサブプロセッサ２３にロードさせ、当該サブプロセッサプログラム又は当該メインメモリ用プログラムを送信先の情報処理装置に実行させることができる。
【０１２７】
送信先の情報処理装置内の情報処理コントローラでは、受信したソフトウェアセルに含まれるプログラムがサブプロセッサプログラムである場合には、当該サブプロセッサプログラムを指定されたサブプロセッサにロードさせる。そして、ソフトウェアセルに含まれるサブプロセッサプログラム又はメインメモリ用プログラムを実行させる。
【０１２８】
したがって、ユーザが送信先の情報処理装置を操作しなくても、当該サブプロセッサプログラム又は当該メインメモリ用プログラムを送信先の情報処理装置内の情報処理コントローラにおいて自動的に実行させることができる。
【０１２９】
このようにして情報処理装置は、自装置内の情報処理コントローラがサブプロセッサプログラム又は機能プログラムなどのメインメモリ用プログラムを備えていない場合には、ネットワークに接続された他の情報処理装置からそれらを取得することができる。さらに、各サブプロセッサ間ではＤＭＡ方式によりデータ転送を行ない、また上述したサンドボックスを使用することにより、１つの情報処理コントローラ内でデータを多段階に処理する必要がある場合でも、高速且つ高セキュリティに処理を実行することができる。
【０１３０】
Ａ−５．ネットワークシステムとしての分散処理
図５には、複数の情報処理装置が仮想的な１台の情報処理装置として動作している様子を示している。ソフトウェアセルの使用による分散処理の結果、同図の上段に示すように、ネットワーク９に接続されている複数の情報処理装置１、２、３、４は、同図の下段に示すように、仮想的な１台の情報処理装置７として動作する。但し、このような仮想的な動作を実現するためには、以下のような構成によって、以下のような処理が実行される必要がある。
【０１３１】
Ａ−６．システムのソフトウェア構成とプログラムのロード
図６には、個々の情報処理コントローラのメインメモリ２６が記憶するソフトウェアの構成を示している。これらのソフトウェア（プログラム）は、情報処理装置に電源が投入される前に、当該の情報処理コントローラに接続される外部記録部２８に記録されているものである。各プログラムは、機能又は特徴により、制御プログラム、機能プログラム及びデバイスドライバに分類される。
【０１３２】
制御プログラムは、各情報処理コントローラが同じものを備え、各情報処理コントローラのメインプロセッサ２１が実行するもので、後述のＭＳ（マスター／スレーブ）マネージャ及び能力交換プログラムを含む。
【０１３３】
機能プログラムは、メインプロセッサ２１が実行するもので、記録用、再生用、素材検索用など、情報処理コントローラ毎に情報処理装置に応じたものが備えられる。
【０１３４】
デバイスドライバは、情報処理コントローラ（情報処理装置）の入出力（送受信）用で、放送受信、モニタ出力、ビットストリーム入出力、ネットワーク入出力など、情報処理コントローラ毎に情報処理装置に応じたものが備えられる。
【０１３５】
ケーブルの差し込みなどによって情報処理装置が物理的にネットワーク９に接続された状態で、情報処理装置に主電源が投入され、情報処理装置が電気的・機能的にもネットワーク９に接続されると、その情報処理装置の情報処理コントローラのメインプロセッサ２１は、制御プログラムに属する各プログラム、及びデバイスドライバに属する各プログラムを、メインメモリ２６にロードする。
【０１３６】
プログラムのロード手順としては、メインプロセッサ２１は、まず、ＤＣ２７に読み出し命令を実行させることによって、外部記録部２８からプログラムを読み出し、次に、ＤＭＡＣ２５に書き込み命令を実行させることによって、そのプログラムをメインメモリ２６に書き込む。
【０１３７】
機能プログラムに属する各プログラムについては、必要なときに必要なプログラムだけをメモリにロードするように構成してもよく、あるいは他のカテゴリに属するプログラムと同様に、主電源投入直後に各プログラムをロードするように構成してもよい。
【０１３８】
機能プログラムに属する各プログラムは、ネットワークに接続されたすべての情報処理装置の外部記録部２８に記録されている必要はなく、いずれか１つの情報処理装置の外部記録部２８に記録されていれば、前述の方法によって他の情報処理装置からロードすることができるので、結果的に図５の下段に示すように、仮想的な１台の情報処理装置７として機能プログラムを実行することができる。
【０１３９】
ここで、前述したようにメインプロセッサ２１によって処理される機能プログラムは、サブプロセッサ２３によって処理されるサブプロセッサプログラムと連携動作する場合がある。そこでメインプロセッサ２１が外部記録部２８から機能プログラムを読み出し、メインメモリ２６に書き込む際に対象となる機能プログラムと連携動作するサブプロセッサプログラムが存在する場合には、当該サブプロセッサプログラムも併せて同じメインメモリ２６に書き込むものとする。この場合、連携動作するサブプロセッサプログラムは１個である場合もあるし、複数個であることもあり得る。複数個である場合には、すべての連携動作するサブプロセッサプログラムをメインメモリ２６に書き込むことになる。メインメモリ２６に書き込まれたサブプロセッサプログラムはその後、サブプロセッサ２３内のＬＳ２４に書き込まれ、メインプロセッサ２１によって処理される機能プログラムと連携動作する。
【０１４０】
そして、サブプロセッサプログラムにもサブプロセッサプログラムＩＤが割り当てられ、これによりサブプロセッサプログラムを一意的に識別可能である。割り当てられるサブプロセッサプログラムＩＤは、連携動作する相手となる機能プログラムの機能プログラムＩＤと関連性のある識別子、例えば機能プログラムＩＤを親番号とした上で最後尾に枝番号を付加させたものなどであることもあり得るし、連携動作する相手となる機能プログラムの機能プログラムＩＤとは関連性のない識別子であってもよい。いずれにしても機能プログラムとサブプロセッサプログラムが連携動作する場合には、両者とも相手の識別子であるプログラムＩＤを自プログラム内に互いに記憶しておく必要がある。機能プログラムが複数個のサブプロセッサプログラムと連携動作する場合にも、当該機能プログラムは複数個あるすべてのサブプロセッサプログラムのサブプロセッサプログラムＩＤを記憶しておくことになる。
【０１４１】
図３のソフトウェアセルに示したように、機能プログラムには、プログラム毎にプログラムを一意的に識別できる識別子が機能プログラムＩＤとして割り当てられる。機能プログラムＩＤは、機能プログラムの作成の段階で、作成日時や情報処理装置ＩＤなどから決定される。
【０１４２】
メインプロセッサ２１は、自身が動作する情報処理装置の装置情報（動作状態に関する情報）を格納するための領域をメインメモリ２６に確保し、当該情報を自装置の装置情報テーブルとして記録する。ここで言う装置情報は、図４に示したステータス返信コマンドのデータ領域における情報処理装置ＩＤ以下の各情報である。
【０１４３】
Ａ−７．システムにおけるマスター／スレーブの決定
上述したネットワークシステムでは、ある情報処理装置への主電源投入時、その情報処理装置の情報処理コントローラのメインプロセッサ２１は、マスター／スレーブマネージャ（以下、ＭＳマネージャ）をメインメモリ２６にロードし、実行する。
【０１４４】
ＭＳマネージャは、自身が動作する情報処理装置がネットワーク９に接続されていることを検知すると、同じネットワーク９に接続されている他の情報処理装置の存在を確認する。ここでの「接続」又は「存在」は、上述したように、情報処理装置が物理的にネットワーク９に接続されているだけでなく、電気的・機能的にもネットワーク９に接続されていることを示す。
【０１４５】
また、自身が動作する情報処理装置を自装置、他の情報処理装置を他装置と称する。当該装置も、当該情報処理装置を示すものとする。
【０１４６】
ＭＳマネージャが同じネットワーク９に接続されている他の情報処理装置の存在を確認する方法について以下に説明する。
【０１４７】
ＭＳマネージャは、ＤＭＡコマンドがステータス要求コマンドであり、送信元ＩＤ及び応答先ＩＤが当該情報処理装置で、送信先ＩＤを特定しないソフトウェアセルを生成し、当該情報処理装置が接続されたネットワーク上に送信し、ネットワーク接続確認用のタイマーを設定する。タイマーのタイムアウト時間は、例えば１０分である。
【０１４８】
当該ネットワークシステム上に他の情報処理装置が接続されている場合、その他装置は、上記ステータス要求コマンドのソフトウェアセルを受信し、上記応答先ＩＤで特定されるステータス要求コマンドを発行した情報処理装置に対して、ＤＭＡコマンドがステータス返信コマンドで、且つデータとして自身（その他装置）の装置情報を含むソフトウェアセルを送信する。このステータス返信コマンドのソフトウェアセルには、少なくとも当該他装置を特定する情報（情報処理装置ＩＤ、メインプロセッサに関する情報、サブプロセッサに関する情報など）、及び当該他装置のＭＳステータスが含まれる。
【０１４９】
ステータス要求コマンドを発行した情報処理装置のＭＳマネージャは、上記ネットワーク接続確認用のタイマーがタイムアウトするまで、当該ネットワーク上の他装置から送信されるステータス返信コマンドのソフトウェアセルの受信を監視する。その結果、ＭＳステータス＝０（マスター装置）を示すステータス返信コマンドが受信された場合には、自装置の装置情報テーブルにおけるＭＳステータスを１に設定する。これによって、当該装置はスレーブ装置となる。
【０１５０】
一方、上記ネットワーク接続確認用のタイマーがタイムアウトするまでの間にステータス返信コマンドがまったく受信されなかった場合、又はＭＳステータス＝０（マスター装置）を示すステータス返信コマンドが受信されなかった場合には、自装置の装置情報テーブルにおけるＭＳステータスを０に設定する。これによって、当該装置はマスター装置となる。
【０１５１】
すなわち、いずれの装置もネットワーク９に接続されていない状態、又はネットワーク９上にマスター装置が存在しない状態において、新たな情報処理装置がネットワーク９に接続されると、当該装置は自動的にマスター装置として設定される。一方、ネットワーク９上に既にマスター装置が存在する状態において、新たな情報処理装置がネットワーク９に接続されると、当該装置は自動的にスレーブ装置として設定される。
【０１５２】
マスター装置及びスレーブ装置のいずれについても、ＭＳマネージャは、定期的にステータス要求コマンドをネットワーク９上の他装置に送信してステータス情報を照会することにより、他装置の状況を監視する。この結果、ネットワーク９に接続されている情報処理装置の主電源が遮断され、又はネットワーク９から情報処理装置が切り離されることにより、あらかじめ判定用に設定された所定期間内に特定の他装置からステータス返信コマンドが返信されなかった場合や、ネットワーク９に新たな情報処理装置が接続された場合など、ネットワーク９の接続状態に変化があった場合には、その情報を後述の能力交換プログラムに通知する。
【０１５３】
Ａ−８．マスター装置及びスレーブ装置における装置情報の取得
メインプロセッサ２１は、ＭＳマネージャから、ネットワーク９に接続された他の情報処理装置の照会及び自装置のＭＳステータスの設定完了の通知を受けると、能力交換プログラムを実行する。
【０１５４】
能力交換プログラムは、自装置がマスター装置である場合には、ネットワーク９に接続されている他のすべての情報処理装置についての装置情報、すなわち各スレーブ装置の装置情報を取得する。
【０１５５】
他装置の装置情報の取得は、上述したように、ＤＭＡコマンドがステータス要求コマンドであるソフトウェアセルを生成して他装置に送信し、その後、ＤＭＡコマンドがステータス返信コマンドで、且つデータとして他装置の装置情報を含むソフトウェアセルを他装置から受信することによって可能である。
【０１５６】
能力交換プログラムは、マスター装置である自装置の装置情報テーブルと同様に、ネットワーク９に接続されている他のすべての装置（各スレーブ装置）についての装置情報を格納するための領域を自装置のメインメモリ２６に確保し、これら情報を他装置（スレーブ装置）の装置情報テーブルとして記録する。すなわち、マスター装置のメインメモリ２６には、自装置を含むネットワーク９に接続されているすべての情報処理装置の装置情報が装置情報テーブルとして記録される。
【０１５７】
一方、能力交換プログラムは、自装置がスレーブ装置である場合には、ネットワーク９に接続されている他のすべての装置についての装置情報、すなわちマスター装置及び自装置以外の各スレーブ装置の装置情報を取得し、これら装置情報に含まれる情報処理装置ＩＤ及びＭＳステータスを、自装置のメインメモリ２６に記録する。すなわち、スレーブ装置のメインメモリ２６には、自装置の装置情報が、装置情報テーブルとして記録されるとともに、自装置以外のネットワーク９に接続されているマスター装置及び各スレーブ装置についての情報処理装置ＩＤ及びＭＳステータスが、別の装置情報テーブルとして記録される。
【０１５８】
また、マスター装置及びスレーブ装置のいずれについても、能力交換プログラムは、上記のようにＭＳマネージャから、新たにネットワーク９に情報処理装置が接続されたことが通知されたときには、その情報処理装置の装置情報を取得し、上述したようにメインメモリ２６に記録する。
【０１５９】
なお、ＭＳマネージャ及び能力交換プログラムは、メインプロセッサ２１で実行されることに限らず、いずれかのサブプロセッサ２３で実行されてもよい。また、ＭＳマネージャ及び能力交換プログラムは、情報処理装置の主電源が投入されている間は常時動作する常駐プログラムであることが望ましい。
【０１６０】
Ａ−９．情報処理装置がネットワークから切断された場合
マスター装置及びスレーブ装置のいずれについても、能力交換プログラムは、上記のようにＭＳマネージャから、ネットワーク９に接続されている情報処理装置の主電源が遮断され、又はネットワーク９から情報処理装置が切り離されたことが通知されたときには、その情報処理装置の装置情報テーブルを自装置のメインメモリ２６から削除する。
【０１６１】
さらに、このようにネットワーク９から切断された情報処理装置がマスター装置である場合には、以下のような方法によって、新たにマスター装置が決定される。
【０１６２】
例えば、ネットワーク９から切断されていない情報処理装置は、それぞれ、自装置及び他装置の情報処理装置ＩＤを数値に置き換え、自装置の情報処理装置ＩＤを他装置の情報処理装置ＩＤと比較し、自装置の情報処理装置ＩＤがネットワーク９から切断されていない情報処理装置中で最小である場合、そのスレーブ装置は、マスター装置に移行し、ＭＳステータスを０に設定し、マスター装置として、上述したように、ネットワーク９に接続されている他のすべての情報処理装置（各スレーブ装置）から装置情報を取得して、メインメモリ２６に記録する。
【０１６３】
Ａ−１０．装置情報に基づく分散処理
図５の下段に示したようにネットワーク９に接続されている複数の情報処理装置１、２、３、４を仮想的な１台の情報処理装置７として動作させるためには、マスター装置がユーザの操作及びスレーブ装置の動作状態を把握する必要がある。
【０１６４】
図７には、４台の情報処理装置が仮想的な１台の情報処理装置７として動作する様子を示している。図示の例では、情報処理装置１がマスター装置、情報処理装置２、３、４がスレーブ装置Ａ、Ｂ、Ｃとしてそれぞれ動作しているものとする。
【０１６５】
ユーザがネットワーク９に接続されている情報処理装置を操作した場合、操作対象がマスター装置１であれば、その操作情報はマスター装置１において直接把握される。また、操作対象がスレーブ装置であれば、その操作情報は操作されたスレーブ装置からマスター装置１に送信される。すなわち、ユーザの操作対象がマスター装置１とスレーブ装置のいずれであるかにかかわらず、その操作情報は常にマスター装置１において把握される。操作情報の送信は、例えば、ＤＭＡコマンドが操作情報送信コマンドであるソフトウェアセルによって行なわれる。
【０１６６】
そして、マスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、その操作情報に従って、実行する機能プログラムを選択する。その際、必要であれば、マスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、上記の方法によって自装置の外部記録部２８−１、２８−２からメインメモリ２６−１に機能プログラムをロードするが、他の情報処理装置（スレーブ装置）がマスター装置１に機能プログラムを送信してもよい。
【０１６７】
機能プログラムには、その実行単位毎に必要となる、情報処理装置種別ＩＤ、メインプロセッサ又はサブプロセッサの処理能力、メインメモリ使用量、外部記録部に関する条件などの装置に関する要求スペック（図４を参照のこと）が規定されている。
【０１６８】
マスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、各機能プログラムについて必要となる上記の要求スペックを読み出す。また、あらかじめ能力交換プログラムによってメインメモリ２６−１に記録された装置情報テーブルを参照し、各情報処理装置の装置情報を読み出す。ここでの装置情報は、図４に示した情報処理装置ＩＤ以下の各情報を示し、メインプロセッサ、サブプロセッサ、メインメモリ及び外部記録部に関する情報である。
【０１６９】
マスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、ネットワーク９上に接続された各情報処理装置の上記装置情報と、機能プログラム実行に必要となる上記要求スペックとを順次比較する。
【０１７０】
例えば、機能プログラムが録画機能を必要とする場合には、情報処理装置種別ＩＤに基づいて、録画機能を有する情報処理装置のみを特定して抽出する。さらに、機能プログラムを実行するために必要なメインプロセッサ又はサブプロセッサの処理能力、メインメモリ使用量、外部記録部に関する条件を確保できるスレーブ装置を、実行要求候補装置として特定する。ここで、複数の実行要求候補装置が特定された場合には、当該候補装置から１つの実行要求候補装置を特定して選択する。
【０１７１】
実行要求するスレーブ装置が特定されたら、マスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、その特定されたスレーブ装置について、自装置内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインメモリ２６−１に記録されている当該スレーブ装置の装置情報テーブルを更新する。
【０１７２】
さらに、マスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、ＤＭＡコマンドが機能プログラム実行コマンドであるソフトウェアセルを生成し、当該ソフトウェアセルのセルインターフェースに、当該機能プログラムに関する必要なサブプロセッサの情報及びサンドボックスサイズ（図３を参照のこと）を設定し、上記実行要求されるスレーブ装置に対して送信する。
【０１７３】
機能プログラムの実行を要求されたスレーブ装置は、その機能プログラムを実行するとともに、自装置の装置情報テーブルを更新する。その際、必要であれば、スレーブ装置内の情報処理コントローラに含まれるメインプロセッサ２１は、上記の方法によって自装置の外部記録部２８からメインメモリ２６に機能プログラム及び当該機能プログラムと連携動作するサブプロセッサプログラムをロードする。
【０１７４】
機能プログラムの実行を要求されたスレーブ装置の外部記録部２８に必要な機能プログラム又は当該機能プログラムと連携動作するサブプロセッサプログラムが記録されていない場合には、他の情報処理装置が当該機能プログラム又はサブプロセッサプログラムをその機能プログラム実行要求先スレーブ装置に送信するように、システムを構成すればよい。
【０１７５】
サブプロセッサプログラムについては、前述のロードコマンド及びキックコマンドを利用して他の情報処理装置に実行させることもできる。
【０１７６】
機能プログラムの実行終了後、機能プログラムを実行したスレーブ装置内の情報処理コントローラに含まれるメインプロセッサ２１は、終了通知をマスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１に送信するとともに、自装置の装置情報テーブルを更新する。マスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、その終了通知を受信して、機能プログラムを実行したスレーブ装置の装置情報テーブルを更新する。
【０１７７】
マスター装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、自装置及び他装置の装置情報テーブルの参照結果から、当該の機能プログラムを実行することができる情報処理装置として、自身を選択する場合もあり得る。その場合には、マスター装置１が当該の機能プログラムを実行する。
【０１７８】
図７に示した例で、ユーザがスレーブ装置Ａ（情報処理装置２）を操作し、当該操作に応じた機能プログラムを別のスレーブ装置Ｂ（情報処理装置３）が実行する場合の分散処理について、図８を参照しながら説明する。
【０１７９】
図８に示す例では、ユーザがスレーブ装置Ａを操作することにより、スレーブ装置Ａを含むネットワークシステム全体の分散処理が開始し、まず、スレーブ装置Ａは、その操作情報をマスター装置１に送信する（ステップ８１）。
【０１８０】
マスター装置１は、その操作情報を受信し（ステップ７２）、さらに自装置のメインメモリ２６−１に記録されている自装置及び他装置の装置情報テーブルから各情報処理装置の動作状態を調べ、受信した操作情報に応じた機能プログラムを実行することができる情報処理装置を選択する（ステップ７３）。図示の例では、スレーブ装置Ｂが選択される場合を示している。
【０１８１】
次に、マスター装置１は、その選択したスレーブ装置Ｂに対して機能プログラムの実行を要求する（ステップ７４）。
【０１８２】
スレーブ装置Ｂは、その実行要求を受信し（ステップ９５）、さらに、実行要求された機能プログラムを実行する（ステップ９６）。
【０１８３】
以上のように、ユーザは、１台の情報処理装置のみを操作することによって、他の情報処理装置を操作することなく、複数の情報処理装置１、２、３、４を仮想的な１台の情報処理装置７として動作させることができる。
【０１８４】
Ａ−１１．各情報処理装置及びシステムの具体例
ネットワーク９を介して互いに接続される情報処理装置１、２、３、４は、上記のような情報処理コントローラ１１、１２、１３、１４によって情報処理を行なうものであれば、基本的にはどのような構成でもよい。図９には、情報処理装置の一構成例を示している。
【０１８５】
情報処理コントローラ１１を備える情報処理装置１の一例は、ハードディスクレコーダである。図１０並びに図１１には、同図中のハードディスクレコーダのハードウェア構成及びソフトウェア構成をそれぞれ示している。ハードディスクレコーダのハードウェア構成としては、図１に示した外部記録部２８−１としてハードディスクを内蔵し、図１に示した外部記録部２８−２としてＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＣＤ±Ｒ／ＲＷ、Ｂｌｕｒａｙ−Ｄｉｓｃ（登録商標）などの光ディスクを装着できるように構成されるとともに、情報処理コントローラ１１のバス２９−１に接続されたバス３１−１に、放送受信部３２−１、映像入力部３３−１、音声入力部３４−１、映像出力部３５−１、音声出力部３６−１、操作パネル部３７−１、リモコン受光部３８−１及びネットワーク接続部３９−１が接続されている。
【０１８６】
放送受信部３２−１、映像入力部３３−１及び音声入力部３４−１は、放送信号を受信し、又は情報処理装置１の外部から映像信号及び音声信号を入力し、それぞれ所定フォーマットのデジタルデータに変換し、情報処理コントローラ１１での処理のためにバス３１−１に送出する。映像出力部３５−１及び音声出力部３６−１は、情報処理コントローラ１１からバス３１−１に送出された映像データ及び音声データを処理して、デジタルデータのまま、又はアナログ信号に変換して、情報処理装置１の外部に送出するものであり、リモコン受光部３８−１は、リモコン送信器４３−１からのリモコン（遠隔操作）赤外線信号を受信する。
【０１８７】
図９及び図１０に示すように、情報処理装置（ハードディスクレコーダ）１の映像出力部３５−１及び音声出力部３６−１には、モニタ表示装置４１及びスピーカ装置４２が接続される。
【０１８８】
図９に例示した情報処理コントローラ１２を備える情報処理装置２も、ハードディスクレコーダで、図１０において括弧内に参照番号を付して示すように、情報処理装置１と同様に構成される。但し、図９に示すように、情報処理装置（ハードディスクレコーダ）２には、モニタ表示装置及びスピーカ装置は接続されない。
【０１８９】
情報処理装置（ハードディスクレコーダ）１及び２、すなわち情報処理コントローラ１１及び１２のソフトウェア構成としては、図１１に示すように、制御プログラムとして、ＭＳマネージャ及び能力交換プログラムを備え、機能プログラムとして、映像音声記録、映像音声再生、素材検索及び番組録画予約のためのプログラムを備え、デバイスドライバとして、放送受信、映像出力、音声出力、外部記録部入出力及びネットワーク入出力のためのプログラムを備える。
【０１９０】
また、情報処理コントローラ１３を備える情報処理装置３の他の例は、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）である。図１２には、ＰＤＡとして構成される情報処理装置３のハードウェア構成を示している。同図に示す例では、図１に示した外部記録部２８−５として、メモリカードディスクを装着できるように構成され、情報処理コントローラ１３のバス２９−３に接続されたバス５１に、液晶表示部５２、音声出力部５３、カメラ部５４、音声入力部５５、キーボード部５６及びネットワーク接続部５７が接続されている。
【０１９１】
なお、図１では内部を省略した情報処理コントローラ１３は、メインプロセッサ２１−３、サブプロセッサ２３−７、２３−８、２３−９、ＤＭＡＣ（ダイレクトメモリアクセスコントローラ）２５−３、ＤＣ（ディスクコントローラ）２７−３及びバス２９−３を備え、そのメインプロセッサ２１−３は、ＬＳ（ローカル・ストレージ）２２−３を有し、各サブプロセッサ２３−７、２３−８、２３−９は、ＬＳ（ローカル・ストレージ）２４−７、２４−８、２４−９を備えている。
【０１９２】
また、図１３には、情報処理装置（ＰＤＡ）３、すなわち情報処理コントローラ１３のソフトウェア構成を示している。同図に示すように、制御プログラムとして、ＭＳマネージャ及び能力交換プログラムを備え、機能プログラムとして、映像音声記録、映像音声再生、電話帳、ワープロ及び表計算のためのプログラム、及びＷｅｂブラウザを備え、デバイスドライバとして、映像出力、音声出力、カメラ映像入力、マイク音声入力及びネットワーク入出力のためのプログラムを備えている。
【０１９３】
また、情報処理コントローラ１４を備える情報処理装置４は、ポータブルＣＤプレーヤである。図１４には、ポータブルＣＤプレーヤのハードウェア構成を示している。図示の例では、ポータブルＣＤプレーヤは、図１に示した外部記録部２８−６として、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）を装着できるように構成され、情報処理コントローラ１４のバス２９−４に接続されたバス６１に、液晶表示部６２、音声出力部６３、操作ボタン部６４及びネットワーク接続部６５が接続されている。
【０１９４】
なお、図１では内部を省略した情報処理コントローラ１４は、メインプロセッサ２１−４、サブプロセッサ２３−１０、２３−１１、２３−１２、ＤＭＡＣ２５−４、ＤＣ２７−４及びバス２９−４を備え、そのメインプロセッサ２１−４は、ＬＳ２２−４を有し、各サブプロセッサ２３−１０、２３−１１、２３−１２は、ＬＳ２４−１０、２４−１１、２４−１２を有する。
【０１９５】
図１５には、情報処理装置（ポータブルＣＤプレーヤ）４、すなわち情報処理コントローラ１４のソフトウェア構成を示している。図示のように、制御プログラムとして、ＭＳマネージャ及び能力交換プログラムを備え、機能プログラムとして、音楽再生のためのプログラムを備え、デバイスドライバとして、音声出力、ＣＤ制御及びネットワーク入出力のためのプログラムを備える。
【０１９６】
図９に例示したネットワークシステムでは、情報処理装置１、３及び４がネットワーク９上に接続されており、情報処理装置１がマスター装置（ＭＳステータス＝０）として、情報処理装置３及び４がスレーブ装置（ＭＳステータス＝１）として、設定されているものとする。
【０１９７】
この状態で、新たに情報処理装置２がネットワーク９に接続されると、上述した方法によって、情報処理装置２内の情報処理コントローラ１２に含まれるメインプロセッサ２１−２で実行されているＭＳマネージャは、他の情報処理装置１、３及び４にＭＳステータスを照会して、情報処理装置１が既にマスター装置として存在することを認識し、自装置（情報処理装置２）をスレーブ装置（ＭＳステータス＝１）に設定する。また、マスター装置に設定されている情報処理装置１は、新たに追加された情報処理装置２を含む各装置の装置情報を収集して、メインメモリ２６−１内の装置情報テーブルを更新する。
【０１９８】
このような状態で、ユーザによってスレーブ装置である情報処理装置（ＰＤＡ）３で２時間の放送番組を録画予約するための操作が行なわれた場合について、以下に説明する。
【０１９９】
この場合、スレーブ装置である情報処理装置（ＰＤＡ）３は、ユーザから録画開始時刻、録画終了時刻、録画対象放送チャネル、録画品質などの情報を含む録画予約情報の入力を受け付け、当該録画予約情報及びＤＭＡコマンドとしての録画予約コマンドを含むソフトウェアセルを生成して、マスター装置である情報処理装置１に送信する。
【０２００】
ＤＭＡコマンドが録画予約コマンドであるソフトウェアセルを受信した情報処理装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、録画予約コマンドを読み出すとともに、メインメモリ２６−１内の装置情報テーブルを参照し、当該録画予約コマンドを実行可能な情報処理装置を特定する。
【０２０１】
まず、メインプロセッサ２１−１は、装置情報テーブルに含まれる各情報処理装置１、２、３、４の情報処理装置種別ＩＤを読み出して、録画予約コマンドに対応する機能プログラムを実行可能な情報処理装置を抽出する。ここでは、録画機能を示す情報処理装置種別ＩＤを有する情報処理装置１、２が候補装置として特定され、情報処理装置３、４は候補装置から除外される。
【０２０２】
次に、マスター装置である情報処理装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、装置情報テーブルを参照して、情報処理装置１、２のメインプロセッサ又はサブプロセッサの処理能力、メインメモリに関する情報などの装置に関する情報を読み出し、情報処理装置１、２が録画予約コマンドに対応する機能プログラムの実行に必要な要求スペックを満足するか否かを判断する。ここでは、情報処理装置１、２とも、録画予約コマンドに対応する機能プログラムの実行に必要な要求スペックを満足するものとする。
【０２０３】
さらに、メインプロセッサ２１−１は、装置情報テーブルを参照して、情報処理装置１、２の外部記録部に関する情報を読み出し、外部記録部の空き容量が当該録画予約コマンドの実行に必要な容量を満足するか否かを判断する。情報処理装置１、２はハードディスクレコーダであるので、それぞれハードディスク２８−１、２８−３の、総容量と使用量との差分が、それぞれの空き容量に相当する。
【０２０４】
この場合、情報処理装置１のハードディスク２８−１の空き容量が、録画時間に換算して１０分であり、情報処理装置２のハードディスク２８−３の空き容量が、録画時間に換算して２０時間であるとする。
【０２０５】
このとき、マスター装置である情報処理装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、当該録画予約コマンドの実行に必要な２時間分の空き容量を確保できる情報処理装置を、実行要求先スレーブ装置として特定する。
【０２０６】
その結果、情報処理装置２のみが実行要求先スレーブ装置として選択され、マスター装置である情報処理装置１内の情報処理コントローラ１１に含まれるメインプロセッサ２１−１は、ユーザにより操作された情報処理装置３から送信された録画予約情報を含む当該録画予約コマンドを情報処理装置２に送信して、上記２時間の放送番組の録画予約の実行を要求する。
【０２０７】
そして、情報処理装置２内の情報処理コントローラ１２に含まれるメインプロセッサ２１−２は、当該録画予約コマンドを解析して、録画に必要な機能プログラムを外部記録部であるハードディスク２８−３からメインメモリ２６−２にロードし、録画予約情報に従って録画を実行する。その結果、録画予約された２時間の放送番組の映像音声データが情報処理装置２のハードディスク２８−３に記録される。
【０２０８】
このように、図９の例のネットワークシステムにおいても、ユーザは、１台の情報処理装置のみを操作することによって、他の情報処理装置を操作することなく、複数の情報処理装置１、２、３、４を仮想的な１台の情報処理装置７として動作させることができる。
【０２０９】
Ｂ．サブプロセッサによる画像処理の実行
上述したように、本発明に係る情報処理システムは、自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサとを備えたマルチプロセッサ構成である。このようなマルチプロセッサ構成の情報処理システムによれば、各サブプロセッサの連携により、１つのプロセッサでは負荷の高い処理を分散して実現可能となり、あるいは関連する２以上のデータ処理を同期・協調して実行することができるようになるので、ユーザに対し高機能・高付加価値のサービスを提供することができる。
【０２１０】
各プロセッサはシステムバスを介してメインメモリを共有しており、システムの処理データはメインメモリ上に展開される。メインプロセッサは、メインメモリ上のデータ処理を各サブプロセッサに割り当て、その処理実行を指示する。サブプロセッサは、データ処理を実行するためのサブプロセッサプログラムをロードし、メインプロセッサからの指示によりプログラムを起動して、メインメモリ上のデータの処理を実行する。
【０２１１】
ここで、メインメモリは、比較的大容量であり、記憶量当たりの単価の低いＤＲＡＭが使用される。このため、サブプロセッサとメインメモリ間のレイテンシが大きい、サブプロセッサ同士のメインメモリへのアクセス競合といった問題がある。
【０２１２】
本発明に係るマルチプロセッサ構成のシステムでは、各サブプロセッサはそれぞれ専用のローカルストレージを備えており、メインメモリ上にあるデータの処理を行なう際に、自己のローカルストレージをいわゆるキャッシュメモリとして使用することで、メインメモリへのアクセス競合やシステムバスのトラフィック増加を抑止することができる。ところが、キャッシュのヒット率が十分に高くなければ、その効果を十分に発揮することができない。このため、後続のデータ処理でローカルストレージ上のキャッシュにヒットする確率が高くなるように、キャッシュエリアを適応的に制御することが、サブプロセッサにおけるデータ処理のパフォーマンスやシステム全体の性能を向上させるために必要であると思料される。
【０２１３】
以下では、マルチプロセッサ構成の情報処理システムで画像処理を扱うという実施形態における、ローカルストレージのキャッシュエリアの適応制御について詳解する。
【０２１４】
メインプロセッサは、圧縮された画像の復号処理を１つのサブプロセッサに割り当てることができる。この場合、さらに他のサブプロセッサに対し、画像データをユーザの好みの品質に編集する画質改善や、他の符号化方式へ再符号化するリエンコードなど、復号された画像データに対する他の処理を指示し、システム全体として連携動作を行なうことができる。
【０２１５】
図１６には、１つのサブプロセッサが画像復号処理を行なう場合のマルチプロセッサ構成システムの機能構成を模式的に示している。図示のシステムでは、以下の特徴を持つものとする。
【０２１６】
（１）サブプロセッサ毎に専用のローカルストレージを有する。
（２）サブプロセッサは自己のローカルストレージ以外に直接アクセスしない。
（３）メインメモリはＤＲＡＭのような比較的低速のメモリ素子が使用される。
（４）サブプロセッサは必要に応じてメインメモリの一部のエリアをローカルストレージにキャッシュする機構を有する。
【０２１７】
ここで、画像の符号化・復号化処理では、フレーム全体をマクロブロックと呼ばれる小さな領域に分割して信号処理が行なわれる。例えば、標準的な画像圧縮規格の１つであるＭＰＥＧにおける基本的な圧縮アルゴリズムは以下の通りである。すなわち、
【０２１８】
（１）マクロブロックを符号化単位として時間的画面相関に基づく情報圧縮を行なう。
（２）マクロブロックをサブブロックに細分化して、ＤＣＴによる空間的情報圧縮を行なう。
（３）動き補償フレーム間予測などを利用して可変長符号化を行なう。
（４）ＤＣＴ係数の量子化スケール制御により、全体の符号発生量の制御を行なう。
【０２１９】
また、画像圧縮では、圧縮対象のフレームと参照となるフレーム間の差分情報を圧縮するフレーム間符号化が行なわれる。図１７には、圧縮された画像信号の復号を行なう場合の基本的な動作手順をフローチャートの形式で示している。
【０２２０】
図示の通り、圧縮画像の復号処理フローは、圧縮ストリームの入力（ステップＳ１）、ストリームの復号（ステップＳ２）、参照フレームの入力（ステップＳ３）、画像伸張処理（ステップＳ４）、復号結果の出力（ステップＳ５）という一連の処理が、ブロック数判定により（ステップＳ６）１フレーム毎に行なわれる。
【０２２１】
ここで、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５の各処理において、メインメモリとローカルストレージ間でのデータ転送が発生する。メモリ間のデータ転送は複数のモジュールが共通で使用するシステムバスを介して行なわれる。既に述べたように、バスの転送性能悪化に起因する復号システム全体の性能低下を防ぐためには、サブプロセッサはキャッシュを実装し、メモリ間転送の性能向上を行なう必要がある。
【０２２２】
ステップＳ１におけるストリーム入力のための転送では、ストリームはメモリ上に連続して配置され、且つ、逐次的に処理されるものなので、キャッシュの制御を簡素に行なうことができ、また、キャッシュミスすることもない。
【０２２３】
また、ステップＳ５における復号結果の出力では、複数のマクロブロックが同じアドレスに対して出力結果を書き込むことはなく、またフレーム全体の復号処理が終わるまでの間は出力結果が他のマクロブロックの処理で読み込まれることもない。したがって、デコード結果を後続マクロブロックのデコード処理とは非同期にメインメモリへ転送することができ、これにより性能低下を抑制することができるため、キャッシュ適用の対象外になる。
【０２２４】
ここで、ステップＳ３の参照フレームの入力について考える。画像の圧縮処理では、圧縮対象のフレームと参照となるフレームの差分情報のみを伝送して圧縮効率を高めるフレーム間符号化が行なわれている（前述）。この場合、復号処理には差分情報の生成に使用した参照画像のデータを取得する必要がある。
【０２２５】
参照フレーム内の予測に使用した画像データの位置取得には、ストリーム中に符号化されている動きベクトルを用いることで可能となる。手順としては図１８にフローチャートの形式で示す処理手順により実現される。
【０２２６】
まず、動きベクトルを基に参照フレーム内の参照位置を計算する（ステップＳ１１）。そして、算出された参照位置の画像データがローカルストレージ内にキャッシュされているかどうかを判定する（ステップＳ１２）。そして、ローカルストレージ内に該当データがない、すなわちキャッシュミスが発生した場合には、当該キャッシュエリアをメインメモリから転送する（ステップＳ１３、Ｓ１４）。
【０２２７】
通常のキャッシュ動作では、サブプロセッサがアクセスしたメモリアドレスに連続した領域のデータをキャッシュすることになる。これに従えば、参照フレームのキャッシュ処理は、参照画像の周辺データが均一にキャッシュされることになる。ところが、画像の動き方によっては、以降のマクロブロックの処理でキャッシュをミスする確率が高くなる場合がある。
【０２２８】
そこで、本実施形態では、周辺のマクロブロック処理に使用した動きベクトルから、動きベクトルの移動方向、移動速度に応じてキャッシュする領域を適応的に変化させるようにしている。これにより、後続のマクロブロック処理で参照画像がキャッシュにヒットする確率を向上させ、圧縮画像復号システム全体の性能向上を図ることが可能となる。図１９には、この場合における参照画像の取得処理の手順をフローチャートの形式で示している。
【０２２９】
まず、動きベクトルを基に参照フレーム内の参照位置を計算する（ステップＳ２１）。そして、算出された参照位置の画像データがローカルストレージ内にキャッシュされているかどうかを判定する（ステップＳ２２）。
【０２３０】
ここで、ローカルストレージ内に該当データがない、すなわちキャッシュミスが発生した場合には、現マクロブロックと周囲の動きベクトルに基づいて、次のマクロブロックで復号される動きベクトルを予測する（ステップＳ２３）。そして、計算した動きベクトルを基に、キャッシュするフレーム領域すなわちキャッシュエリアを計算する（ステップＳ２４）。そして、算出されたキャッシュエリアをメインメモリからサブプロセッサのローカルストレージに転送する（ステップＳ２５、Ｓ２６）。
【０２３１】
図２０には、ステップＳ２３において、現マクロブロックと周囲の動きベクトルに基づいて、次のマクロブロックで復号される動きベクトルを予測する処理手順の一例を図解している。同図では、外挿によるマクロブロックの動きベクトルを予測している。外挿による動きベクトル予測のため、常に過去数マクロブロック（図示の例では２マクロブロック分）の動きベクトルを保存し、Ｘ及びＹ各座標方向の移動速度から、次のマクロブロックで使用する動きベクトルを計算する。
【０２３２】
また、図２１には、ステップＳ２４において、動きベクトルを基に、キャッシュするフレーム領域すなわちキャッシュエリアを求める処理手順を図解している。ここでは、先行ステップＳ２３で計算した次ブロックの動きベクトルをキャッシュ処理ブロックに入力し、キャッシュする領域の判定を行なう。
【０２３３】
図２１（ａ）には、動きベクトル予測結果を考慮しなかった場合の動作例を示している。この場合、今回使用する参照データを中心とするエリアをキャッシュする。図示の例で分かるように、次のマクロブロック処理で参照する可能性の高いデータがキャッシュに入りきらない。このため、次回の処理で再度メインメモリからデータ転送する可能性が高くなり、性能を落とす要因となってしまう。
【０２３４】
また、図２１（ｂ）には、動きベクトル予測結果を考慮してキャッシュエリアを計算した様子を示している。この場合、次回のマクロブロック処理で使うデータがキャッシュされている可能性が高いことから、復号処理システムの性能を引き上げる効果が期待される。
【０２３５】
図２２には、キャッシュエリアの計算方法の一例を図解している。ここで、キャッシュメモリのサイズとしては縦横方向ともにマクロブロックの３倍の大きさの領域を保存できるものとする。復号しているマクロブロックが参照する画像の座標を（Ｘref，Ｙref）とし、図２０に示した処理手順により得られる予測された動きベクトルから、次のマクロブロックが参照すると予測した画像の座標を（Ｘnext，Ｙnext）とする。参照画像を転送する際に、フレームメモリのどの領域をメインメモリからキャッシュに転送するか決定するということは、同図中のパラメータｈo，ｗoを求めることと等価であり、これを（Ｘref，Ｙref）、（Ｘnext，Ｙnext）を使って以下の式から計算する。
【０２３６】
ｗo  ＝  （Ｗ／３）×（１−α）
α'  ＝  （Ｘnext −（Ｘref＋ＭＷ））×ｗｅｉｇｈｔＷ
ｈo  ＝  （Ｈ／３）×（１−β）
β'  ＝  （Ｙnext−Ｙref）×ｗｅｉｇｈｔＨ
【０２３７】
ここで、ｗｅｉｇｈｔＨ及びｗｅｉｇｈｔＷは移動度の重み係数であり、実装によって最適な値が選択されるものである。また、αはα'を、βはβ'をそれぞれ−１から１の範囲に飽和させた値とする。
【０２３８】
図２３には、図１９に示した参照画像の取得処理の手順の応用例をフローチャートの形式で示している。
【０２３９】
まず、動きベクトルを基に参照フレーム内の参照位置を計算する（ステップＳ３１）。
【０２４０】
次いで、現マクロブロックと周囲の動きベクトルに基づいて、次のマクロブロックで復号される動きベクトルを予測する（ステップＳ３２）。そして、計算した動きベクトルを基に、キャッシュするフレーム領域すなわちキャッシュエリアを計算する（ステップＳ３３）。
【０２４１】
次いで、算出されたキャッシュエリアをメインメモリからサブプロセッサのローカルストレージへの転送を開始する（ステップＳ３４）。ここで、キャッシュエリアとして算出された画像データがローカルストレージ内にキャッシュされているかどうかを判定する（ステップＳ３５）。ここで、ローカルストレージ内に該当データがない、すなわちキャッシュミスが発生した場合には、キャッシュエリアをメインメモリからサブプロセッサのローカルストレージに転送する（ステップＳ３６）。
【０２４２】
図１９に示した動作手順では、キャッシュミスした際にのみ、動きベクトル予測（ステップＳ２３）及びキャッシュエリア算出（ステップＳ２４）の処理が起動する。ところが、動きベクトルを用いて画像ブロックの移動方向、速度を計算して、キャッシュエリアを求めるという上記の手法を適用した場合であっても、キャッシュ領域は有限なため、いつかキャッシュミスして転送待ちのオーバヘッドにより処理性能が低下してしまう。
【０２４３】
これに対し、図２３に示した動作手順によれば、サブプロセッサのローカルストレージに所望のデータが存在する（すなわちキャッシュされている）場合であっても、常に動きベクトルの予測を行ない、投機的にキャッシュの先読み処理を実行するようにしている。この場合、毎回動きベクトルの予測処理が必要になるが、キャッシュミス時のデータ転送待ち処理に比べて予測処理のオーバヘッドの方の負荷が少なければ、システム全体としての性能を向上させることができる。
【０２４４】
このような投機的なキャッシュ処理によって発生するメインメモリとローカルストレージ間のデータ転送は、マクロブロック単位で行なう画像復号処理に比べて短い時間で処理を終える。したがって、復号システムの全体性能を低下させることなく、効率よく参照画像データのキャッシュ処理を行なうことが実現可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０２４５】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０２４６】
本明細書では、自己のローカルストレージ上に展開されたプログラムを実行可能な１以上のサブプロセッサと、前記サブプロセッサにプログラムの実行を命令するメインプロセッサとを備えたマルチプロセッサシステム上でフレーム間符号化が行なわれた圧縮画像データを復号する場合を例にとって、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。マルチプロセッサ構成以外のシステム上で画像データの復号処理を行なう場合や、画像復号以外のデータ処理を行なう場合であっても、本発明を適用することにより、キャッシュヒット率を増加させ、キャッシュを用いた処理のパフォーマンス並びにシステム全体の性能を向上させることができる。
【０２４７】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０２４８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るネットワーク・システムの構成を示した図である。
【図２】図２は、サブプロセッサ２３からメインメモリ２４へのアクセス手順を説明するための図である。
【図３】図３は、ソフトウェアセルの構成例を示した図である。
【図４】図４は、ＤＭＡコマンドがステータス返信コマンドである場合のソフトウェアセルのデータ領域を示した図である。
【図５】図５は、複数の情報処理装置が仮想的な１台の情報処理装置として動作する様子を示した図である。
【図６】図６は、情報処理コントローラのソフトウェア構成の一例を示した図である。
【図７】図７は、４台の情報処理装置が仮想的な１台の情報処理装置として動作する様子を示した図である。
【図８】図８は、図７に示したシステムにおける分散処理の例を示した図である。
【図９】図９は、各情報処理装置及びシステムの具体例を示した図である。
【図１０】図１０は、図９中のハード・ディスク・レコーダのハードウェア構成を示した図である。
【図１１】図１１は、図９中のハード・ディスク・レコーダのソフトウェア構成を示した図である。
【図１２】図１２は、図９中のＰＤＡのハードウェア構成を示した図である。
【図１３】図１３は、図９中のＰＤＡのソフトウェア構成を示した図である。
【図１４】図１４は、図９中のポータブルＣＤプレーヤのハードウェア構成を示した図である。
【図１５】図１５は、図９中のポータブルＣＤプレーヤのソフトウェア構成を示した図である。
【図１６】図１６は、１つのサブプロセッサが画像復号処理を行なう場合のマルチプロセッサ構成システムの機能構成を模式的に示した図である。
【図１７】図１７は、圧縮された画像信号の復号を行なう場合の基本的な動作手順を示したフローチャートである。
【図１８】図１８は、参照フレーム内の予測に使用した画像データの位置（キャッシュエリア）を取得するための処理手順を示したフローチャートである。
【図１９】図１９は、参照フレーム内の予測に使用した画像データの位置（キャッシュエリア）を取得するための処理手順を示したフローチャートである。
【図２０】図２０は、現マクロブロックと周囲の動きベクトルに基づいて、次のマクロブロックで復号される動きベクトルを予測する処理手順を説明するための図である。
【図２１】図２１は、動きベクトルを基にキャッシュするフレーム領域を求める処理手順を説明するための図である。
【図２２】図２２は、キャッシュエリアの計算方法を説明するための図である。
【図２３】図２３は、参照フレーム内の予測に使用した画像データの位置（キャッシュエリア）を取得するための処理手順を示したフローチャートである。
【図２４】図２４は、グリッドコンピューティングを実現する情報処理システムの構成例を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【０２４９】
１０，１１，１２…情報処理装置
２０…仮想情報処理装置
３０…ローカルネットワーク
４０…通信ネットワーク
５０…サーバ
６０…機能情報データベース
６１…ソフトウェアデータベース
７１…情報処理装置機能データベース
７２…機能データベース
７３…連携機能データベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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