(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のベクトル画像を複数のビットマップ画像に変換するラスタ変換処理手段と、変換されたビットマップ画像を格納するＤＲＡＭで構成されるビットマップメモリと、前記ラスタ変換処理手段と前記ビットマップメモリとの間に有するＳＲＡＭで構成されたフレームキャッシュとを備える描画装置において、前記ラスタ変換処理手段から出力される前記ビットマップ画像の前記ビットマップメモリヘの書き込みアドレスを含むキャッシュ領域を前記ビットマップメモリから前記フレームキャッシュに読み出す際には、前記ラスタ変換処理手段で生成される前記ビットマップ画像の形状情報を元に、前記キャッシュ領域の形状を制御するキャッシュコントローラを有することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ラスタ変換処理手段と前記フレームキャッシュとの間に、キャッシュ選択手段と、該キャッシュ選択手段に接続された複数のＦＩＦＯメモリと、該ＦＩＦＯメモリの各々に接続された複数の前記フレームキャッシュとを有し、
前記ビットマップ画像を一時前記ＦＩＦＯメモリに格納する処理と、前記ＦＩＦＯメモリに格納している間に前記フレームキャッシュへの前記キャッシュ領域を読み出す処理と、該読み出し終了後に前記ＦＩＦＯメモリ内の前記ビットマップ画像を前記フレームキャッシュに書き込む処理とを複数のビットマップ画像において同時に実行することを特徴とする描画装置。
【請求項３】
請求項２において、前記複数のビットマップ画像の処理の実行中には、次のビットマップ画像が同時処理され、前記キャッシュ領域がすでにいずれかの前記フレームキャッシュに読み出されている場合は前記フレームキャッシュに接続される前記ＦＩＦＯメモリに一時格納し、前記キャッシュ領域がいずれの前記フレームキャッシュにも読み出されていない場合は使用していない前記フレームキャッシュに接続される前記ＦＩＦＯメモリに一時格納し、使用していない前記フレームキャッシュが無い場合には最もアクセス頻度の低い前記フレームキャッシュをビットマップメモリに書き戻して空にしてから前記フレームキャッシュを使用することを特徴とする描画装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の描画装置を搭載したことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の製造過程においてＣＡＤ（Computer Aided Design；コンピュータ援用設計）等で設計した配線パターンデータをプリント基板に露光する露光装置に用いられる新規な描画装置及びそれを搭載した露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置の１つである直接露光装置はマスクフィルムを用いずにプリント基板に配線パターンを露光する装置であり、ＣＡＤ等で設計した配線パターンを露光パターンへと変換する手段として描画装置が用いられる。
【０００３】
ここで描画装置ではベクトル画像である配線パターンからビットマップ画像である露光パターンへと変換するラスタ変換処理が行われる。この描画装置においては変換時にはビットマップ画像はビットマップメモリに書き込まれ、露光時にはビットマップ画像はビットマップメモリから読み出され、露光ユニットへ送られる。
【０００４】
描画装置の性能はラスタ変換処理の性能はもとより、ビットマップメモリへのアクセス性能に影響され、ビットマップメモリへのアクセス性能が低いとラスタ変換処理が高速であっても描画装置としての性能の低下につながる。またビットマップメモリはラスタ変換処理の高速化、配線パターンの高解像度化に伴い数ＧＢの容量が必要となる。
【０００５】
ビットマップメモリへの高速アクセスを実現するには高速なＳＲＡＭ（Static Random Access Memory；電源を加えている間記憶できるメモリー）を用いることが有効であるが、高価、実装面積が大きい等の理由により装置価格の高騰、装置の肥大化につながるという欠点がある。
【０００６】
安価で実装面積が小さいＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory；随時書き込み読み出しメモリー）を用いた場合は装置の低価格化、コンパクト化が見込めるが、ビットマップメモリへのランダムアクセスが多く発生する配線パターンを描画する場合、バーストアクセスを前提としたＤＲＡＭではビットマップメモリへのアクセス性能が低下し、結果として描画装置の性能が低下するという欠点がある。
【０００７】
安価で実装面積が小さいＤＲＡＭをビットマップメモリとして用いた場合でも、描画性能を維持できる手段として、従来はフレームキャッシュを用いてランダムアクセスをバーストアクセスに変換する手段が用いられている。これは、メモリ容量が小さいが、高速にランダムアクセスが可能なＳＲＡＭを用いてこれをフレームキャッシュとし、ビットマップメモリをフレームキャッシュと同サイズの複数の領域とするキャッシュ領域に区切り、ビットマップメモリへラスタ変換されたビットマップ画像を書き込む際には、該当するキャッシュ領域をビットマップメモリからフレームキャッシュへ読み出し、ビットマップ画像をフレームキャッシュに書き込んだ後に、フレームキャッシュの内容をビットマップメモリに書き戻すという方式である。
【０００８】
また、ビットマップ画像をフレームキャッシュへ書き込むまでのレイテンシを短縮するために、ラスタ変換する前に書き込むべきキャッシュ領域をフレームキャッシュへ伝えておき、事前にビットマップメモリからフレームキャッシュへの読み込みを完了しておく手段も併せて用いる方式もある。この例として特許文献１が知られている。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２１２６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載されるディスプレイ装置等に出力して表示する画像データと比較して、露光装置等に用いられる描画装置で扱う画像データは縦横比のサイズが数百Ｋビット×数百Ｋビットと大きいためビットマップメモリのサイズも大きくなる。従ってキャッシュ領域の数も多くなり、異なるキャッシュ領域へ連続して書き込む処理が発生する確率も高くなる。このようなフレームキャッシュを用いた方式は、一度フレームキャッシュに読み込んだ領域への書き込みが連続して発生する場合には効率が良いが、異なるキャッシュ領域への書き込みが連続して発生する場合にはフレームキャッシュの読み込み及び書き戻しが多数発生し、結果的にアクセス効率の低下を招く結果となる。本発明はこのような実情に鑑みてなされたものである。
【００１１】
本発明の目的は、実装面積が小さいＤＲＡＭをビットマップメモリとして用いた場合でも、描画性能を維持でき、更にフレームキャッシュ及びビットマップメモリへのアクセス効率を向上させることができる描画装置及びそれを搭載した露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ベクトル画像をビットマップ画像に変換するラスタ変換処理手段と、変換されたビットマップ画像を格納するＤＲＡＭで構成されるビットマップメモリと、ＤＲＡＭで構成された前記ビットマップメモリへのアクセス効率を向上させるためのフレームキャッシュを前記ラスタ変換処理手段と前記ビットマップメモリとの間に備える描画装置において、前記ラスタ変換手段から出力される前記ビットマップ画像の前記ビットマップメモリへの書き込みアドレスを含む領域（キャッシュ領域）を前記ビットマップメモリから前記フレームキャッシュに読み出す際には、前記ラスタ変換処理手段で生成される前記ビットマップ画像の形状情報を元に、前記キャッシュ領域の形状を制御することを特徴とし、書き込むビットマップ画像に対してキャッシュ領域が最適化され、フレームキャッシュの利用効率を高めることができる。
【００１３】
又、前記ラスタ変換処理手段と前記フレームキャッシュとの間にＦＩＦＯ（First-In-First-Out；先入れ先出し）メモリを設け、さらにＦＩＦＯメモリと前記フレームキャッシュとの組み合わせは複数設けられ、前記ビットマップ画像は一時ＦＩＦＯメモリに格納され、その間に前記フレームキャッシュへの前記キャッシュ領域の読み出しが実行され、読み出し終了後に前記ＦＩＦＯメモリ内の前記ビットマップ画像を前記フレームキャッシュに書き込むことが好ましい。
【００１４】
更に、上記処理の実行中には次のビットマップ画像が同時処理され、前記キャッシュ領域がすでにいずれかの前記フレームキャッシュに読み出されている場合はそのフレームキャッシュに接続される前記ＦＩＦＯメモリに一時格納し、前記キャッシュ領域がいずれの前記フレームキャッシュにも読み出されていない場合は使用していない前記フレームキャッシュに接続される前記ＦＩＦＯメモリに一時格納し、使用していない前記フレームキャッシュが無い場合には最もアクセス頻度の低い前記フレームキャッシュをビットマップメモリに書き戻して空にしてから前記フレームキャッシュを使用することが好ましい。
【００１５】
以上のように、本発明は前述の課題を解決すべきフレームキャッシュの読み書き回数を減らすために、フレームキャッシュヘの読み込み領域を最適化する手段を用いることでアクセス効率を向上させることができることを見出しなされたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、実装面積が小さいＤＲＡＭをビットマップメモリとして用いた場合でも、描画性能を維持でき、更にフレームキャッシュ及びビットマップメモリへのアクセス効率を向上させることができる描画装置及びそれを搭載した露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的な実施例によって説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明に係る描画装置の構成を示すブロック図である。本発明の描画装置２はラスタ変換処理手段３、キャッシュコントローラ４、フレームキャッシュ５、ビットマップメモリ６を備える。
【００１９】
本実施例の描画装置は、複数のベクトル画像を複数のビットマップ画像に変換するラスタ変換処理手段３と、変換されたビットマップ画像を格納するＤＲＡＭで構成されるビットマップメモリ６と、ＤＲＡＭで構成された前記ビットマップメモリ６へのアクセス効率を向上させるためのフレームキャッシュ５を、前記ラスタ変換処理手段３と前記ビットマップメモリ６との間に備え、前記ラスタ変換処理手段３から出力される前記ビットマップ画像の前記ビットマップメモリ６への書き込みアドレスを含む領域（キャッシュ領域）を前記ビットマップメモリ６から前記フレームキャッシュ５に読み出す際には、前記ラスタ変換処理手段３で生成される前記ビットマップ画像の形状情報を元に、前記キャッシュ領域の形状を制御するようにしたものである。
【００２０】
ラスタ変換処理手段３は、ＣＡＤ搭載装置１の上で運用されるＣＡＤシステムで生成された複数のベクトル画像からなる配線パターンを受け取り、これを複数のビットマップ画像に変換する。変換されたビットマップ画像は最終的にビットマップメモリ上の所定のアドレスに書き込まれる。ラスタ変換処理手段３は、ビットマップ画像毎に、ビットマップメモリ６への書き込みアドレス、画像形状情報、ビットマップ画像データを出力する。
【００２１】
キャッシュコントローラ４は、ラスタ変換処理手段３からビットマップ画像の書き込みアドレス及び画像形状情報を受け取り、キャッシュ領域アドレス及びキャッシュ領域形状情報を生成する。キャッシュ領域アドレスは書き込みアドレスを含むキャッシュ領域の先頭アドレスである。またキャッシュ領域はいくつかの形状パターン（縦横比１：１の形状、縦横比１：２の形状等）を有し、画像形状情報を元に最適な形状パターンを選択し、これをキャッシュ領域形状情報とする。例えばビットマップ画像が縦横比１：１の形状であれば、縦横比１：１のキャッシュ領域の形状パターンを選択し、ビットマップ画像が縦横比１：２の形状であれば、縦横比１：２のキャッシュ領域の形状パターンを選択する。
【００２２】
又、キャッシュコントローラ４は、キャッシュ領域アドレス及びキャッシュ領域形状情報を元にビットマップメモリ６からフレームキャッシュ５にキャッシュ領域を読み出す制御を行う。
【００２３】
フレームキャッシュ５にキャッシュ領域を読み出した後、ラスタ変換処理手段３はフレームキャッシュ５にビットマップ画像データを書き込む。読み出したキャッシュ領域に書き込むビットマップ画像データが無くなれば、キャッシュコントローラ４はフレームキャッシュ５の内容をビットマップメモリ６に書き戻す処理を行う。
【００２４】
ビットマップメモリ６への書き戻し処理が終了すれば、ラスタ変換処理手段３から出力される次のビットマップ画像を同様に処理する。
【００２５】
図２は、ビットマップ画像の処理例を説明する図である。図２の（ａ）はビットマップメモリ６にビットマップ画像７ａとビットマップ画像７ｂを書き込む例である。図２（ｂ）はキャッシュ領域の形状が一律であるときの例、図２（ｃ）はキャッシュ領域の形状を画像形状情報に合わせて最適な形状パターンとして選択した例である。図２（ｂ）の例では２つのビットマップ画像を書き込む際には３つのキャッシュ領域を読み込む必要があるが、図２（ｃ）の様に画像形状情報を元に最適化した場合は２つのキャッシュ領域を読み込むだけでよく、従ってキャッシュ領域の読み込み及び書き戻し回数を削減できる。
【００２６】
本実施例によれば、実装面積が小さいＤＲＡＭをビットマップメモリとして用いた場合でも、描画性能を維持でき、更にフレームキャッシュ及びビットマップメモリへのアクセス効率を向上させることができる。
【００２７】
又、キャッシュ領域をフレームキャッシュに読み込む際のキャッシュ領域の形状を、書き込むビットマップ画像の形状に基づいて制御することにより、書き込むビットマップ画像に対してキャッシュ領域が最適化され、フレームキャッシュの利用効率が向上し、より効率的にビットマップメモリへアクセスすることが可能となる。
【実施例２】
【００２８】
図３は、本発明に係る描画装置の構成を示すブロック図である。描画装置２はラスタ変換処理手段３、キャッシュコントローラ４、キャッシュ選択手段８、複数のＦＩＦＯメモリ１１−０〜１１−ｎ、複数のフレームキャッシュ５−０〜５−ｎ、メモリインターフェース１６、ビットマップメモリ６を備える。
【００２９】
キャッシュ選択手段８は、１つの入力ポート９と複数の出力ポート１０−０〜１０−ｎを備える。
【００３０】
ＦＩＦＯメモリ１１−０〜１１−ｎは入力ポート１２−０〜１２−ｎと出力ポート１３−０〜１３−ｎとをそれぞれ備える。
【００３１】
フレームキャッシュ５−０〜５−ｎは、第１のアクセスポート１４−０〜１４−ｎと第２のアクセスポート１５−０〜１５−ｎとをそれぞれ備える。
【００３２】
ラスタ変換処理手段３は、ＣＡＤ搭載装置１と接続されるとともに、キャッシュ選択手段８の入力ポート９と接続される。
【００３３】
キャッシュ選択手段８の出力ポート１０−０〜１０−ｎは、それぞれＦＩＦＯメモリ１１−０〜１１−ｎの入力ポート１２−０〜１２−ｎと接続される。
【００３４】
ＦＩＦＯメモリ１１−０〜１１−ｎの出力ポート１３−０〜１３−ｎは、フレームキャッシュ５−０〜５−ｎの第１のアクセスポート１４−０〜１４−ｎと接続される。
【００３５】
フレームキャッシュ５−０〜５−ｎの第２のアクセスポート１５−０〜１５−ｎは、メモリインターフェース１６と接続される。メモリインターフェース１６は、ビットマップメモリ６と接続される。
【００３６】
次に、以上の描画装置における処理手順について説明する。ラスタ変換処理手段３は、ＣＡＤ搭載装置１から複数のベクトル画像データを順に受け取り、受け取ったベクトル画像データを順にビットマップ画像に変換する。この際、ビットマップ画像は書き込みアドレス、画像形状情報及びビットマップ画像データを有する。
【００３７】
キャッシュ選択手段８は、ラスタ変換処理手段３から送られるビットマップ画像データ及び書き込みアドレスを入力ポート９から受け取り、キャッシュ選択信号に基づき出力ポート１０−０〜１０−ｎのいずれかを選択してＦＩＦＯメモリ１１−０〜１１−ｎの何れかのＦＩＦＯメモリへ送る処理を行う。
【００３８】
ＦＩＦＯメモリ１１−０は、ビットマップデータ及び書き込みアドレスを一時格納し、接続されるフレームキャッシュ５−０が書き込み可能状態になれば、第１のアクセスポート１４−０を介して出力ポート１３−０から書き込みアドレスを元にビットマップ画像データを書き込む。ＦＩＦＯ１１−１〜１１−ｎについても上記と同様の動作でそれぞれフレームキャッシュ５−１〜５−ｎに書き込む。
【００３９】
キャッシュコントローラ４は、ビットマップ画像を書き込むフレームキャッシュ５−０〜５−ｎを選択する処理と、フレームキャッシュ５−０〜５−ｎにキャッシュ領域をビットマップメモリ６から読み込む制御及びビットマップ画像がフレームキャッシュ５−０〜５−ｎに書き込まれた後に、フレームキャッシュ５−０〜５−ｎ内のデータをビットマップメモリ６に書き戻す制御を行う。キャッシュコントローラ４は、書き込みアドレスに基づきビットマップ画像を書き込むフレームキャッシュを選択する。フレームキャッシュの選択は次の３つの選択基準に基づいて行う。
（１）キャッシュ領域がフレームキャッシュ５−０〜５−ｎのうちのいずれかにすでに読み込まれている場合は、そのフレームキャッシュを選択する。
（２）キャッシュ領域がフレームキャッシュ５−０〜５−ｎのいずれにも読み込まれていない場合は、フレームキャッシュ５−０〜５−ｎのうちの空いているフレームキャッシュを選択する。
（３）フレームキャッシュ５−０〜５−ｎのいずれにもキャッシュ領域が読み込まれておらずかつ空いているフレームキャッシュが無い場合は、最も使用頻度の低いフレームキャッシュを選択する。
【００４０】
選択基準（１）の場合、キャッシュコントローラ４は選択したフレームキャッシュに接続されるキャッシュ選択手段８の出力ポートを選択するキャッシュ選択信号を生成する。たとえば、フレームキャッシュ５−０を選択した場合は出力ポート１０−０を選択するキャッシュ選択信号を生成する。キャッシュ選択手段８の入力ポート９から受け取ったビットマップ画像データ及び書き込みアドレスは出力ポート１０−０から出力され、入力ポート１２−０を介してＦＩＦＯメモリ１１−０に一時格納される。ＦＩＦＯメモリ１１−０内に別のデータが格納されていなければ、ビットマップ画像データ及び書き込みアドレスはそのまま出力ポート１３−０から出力され、ＦＩＦＯメモリ１１−０内に別のデータが格納されていれば、そのデータが出力されるのを待ってから出力ポート１３−０から出力され、第１のアクセスポート１４−０を介して書き込みアドレスを元にビットマップ画像データはフレームキャッシュ５−０に書き込まれる。フレームキャッシュ５−１〜５−ｎが選択された場合も同様の処理が行われる。
【００４１】
選択基準（２）の場合、選択基準１と同様にビットマップ画像データ及び書き込みアドレスがＦＩＦＯメモリ１１−０に格納されている間、キャッシュコントローラ４は書き込みアドレス及び画像形状情報を元にキャッシュ領域アドレス及びキャッシュ領域形状情報を生成し、第２のアクセスポートを介してキャッシュ領域をビットマップメモリ６からフレームキャッシュ５−０へ読み込む制御を行う。キャッシュ領域の読み込みが完了すればフレームキャッシュ５−０が書き込み可能状態となり、ＦＩＦＯメモリ１１−０に一時格納されたデータをフレームキャッシュ５−０に書き込む。
【００４２】
選択基準（３）の場合は、選択基準（１）と同様にビットマップ画像データ及び書き込みアドレスがＦＩＦＯメモリ１１−０に格納されている間、キャッシュコントローラ４はフレームキャッシュ５−０内のデータをビットマップメモリ６に書き戻した後、書き込みアドレス及び画像形状情報を元にキャッシュ領域アドレス及びキャッシュ領域形状情報を生成しキャッシュ領域をビットマップメモリ６からフレームキャッシュ５−０へ読み込む制御を行う。キャッシュ領域の読み込みが完了すればフレームキャッシュ５−０が書き込み可能状態となり、ＦＩＦＯメモリ１１−０に一時格納されたデータをフレームキャッシュ５−０に書き込む。
【００４３】
メモリインターフェース１６は、各フレームキャッシュ５−０〜５−ｎからの読み込み要求及び書き込み要求のアクセス調停を行う。すべてのビットマップ画像が処理されれば、フレームキャッシュ５−０〜５−ｎ内のデータはすべてビットマップメモリ６に書き戻される。
【００４４】
以上、本実施例のようにフレームキャッシュを複数備え、ＦＩＦＯメモリをフレームキャッシュの前段に設けることにより、ビットマップ画像データのフレームキャッシュへの書き込み処理とフレームキャッシュの読み込み及び書き戻し処理を並列して実行でき、メモリアクセス効率の向上が期待できる。
【実施例３】
【００４５】
本実施例は、露光装置として実施例１又は２に示した描画装置を用いるものである。露光装置は、プリント基板の製造過程においてＣＡＤ（Computer Aided Design；コンピュータ援用設計）等で設計した配線パターンデータをマスクフィルムを用いずにプリント基板に露光するものであり、ＣＡＤ等で設計した配線パターンを露光パターンへと変換する手段として描画装置が用いられる。
【００４６】
描画装置ではベクトル画像である配線パターンからビットマップ画像である露光パターンへと変換するラスタ変換処理が行われる。この描画装置においては変換時にはビットマップ画像はビットマップメモリに書き込まれ、露光時にはビットマップ画像はビットマップメモリから読み出され、露光装置へ送られる。
【００４７】
本実施例によれば、実装面積が小さいＤＲＡＭをビットマップメモリとして用いた場合でも、描画性能を維持でき、更にフレームキャッシュ及びビットマップメモリへのアクセス効率を向上させることができ、露光時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る描画装置のブロック図である。
【図２】本発明に係るビットマップ画像のキャッシュ領域の例を説明する図である。
【図３】本発明に係る描画装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…ＣＡＤ搭載装置、２…描画装置、３…ラスタ変換処理手段、４…キャッシュコントローラ、５、５−０〜５−ｎ…フレームキャッシュ、６…ビットマップメモリ、７ａ、７ｂ…ビットマップ画像、８…キャッシュ選択手段、９…キャッシュ選択手段入力ポート、１０−０〜１０−ｎ…キャッシュ選択手段出力ポート、１１−０〜１１−ｎ…ＦＩＦＯメモリ、１２−０〜１２−ｎ…ＦＩＦＯメモリ入力ポート、１３−０〜１３−ｎ…ＦＩＦOメモリ出力ポート、１４−０〜１４−ｎ…第１のアクセスポート、１５−０〜１５−ｎ…第２のアクセスポート、１６…メモリインターフェース。
【図１】
0004617210.tif 000002
【図２】
0004617210.tif 000003
【図３】
0004617210.tif 000004