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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022047426
(43)【公開日】2022-03-24
(54)【発明の名称】メモリシステム
(51)【国際特許分類】
G06F 12/04 20060101AFI20220316BHJP
H03M 7/42 20060101ALI20220316BHJP
【ＦＩ】
G06F12/04 530
H03M7/42
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020153340
(22)【出願日】2020-09-11
(71)【出願人】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】住吉 正人
(72)【発明者】
【氏名】中西 圭里
(72)【発明者】
【氏名】小玉 翔
(72)【発明者】
【氏名】及川 恒平
【テーマコード（参考）】
5B160
5J064
【Ｆターム（参考）】
5B160DA08
5J064BA09
5J064BB13
5J064BD03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】圧縮・伸張回路における符号化及び復号のスループットを向上させるメモリシステムを提供する。
【解決手段】メモリシステムは、メモリとメモリコントローラとを備える。メモリコントローラは、符号化部１００と復号部２００とを有する圧縮・伸長回路１６を備える。符号化部は、シンボルの出現パターンに応じて符号化用符号表を更新する第１符号表更新部１３０と、入力シンボルに基づいて計算された、入力シンボルのデータ量を示す第１データ量を用いて、第１符号表更新部への入力を制御する符号化用フロー制御部１９０と、を有する。復号部は、シンボルの出現パターンに応じて復号用符号表を更新する第２符号表更新部２３０と、第１データ量の計算と同じ方法で出力シンボルに基づいて計算された、出力シンボルのデータ量を示す第２データ量を用いて、第２符号表更新部への入力を制御する復号用フロー制御部２９０と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】メモリシステムは、メモリとメモリコントローラとを備える。メモリコントローラは、符号化部１００と復号部２００とを有する圧縮・伸長回路１６を備える。符号化部は、シンボルの出現パターンに応じて符号化用符号表を更新する第１符号表更新部１３０と、入力シンボルに基づいて計算された、入力シンボルのデータ量を示す第１データ量を用いて、第１符号表更新部への入力を制御する符号化用フロー制御部１９０と、を有する。復号部は、シンボルの出現パターンに応じて復号用符号表を更新する第２符号表更新部２３０と、第１データ量の計算と同じ方法で出力シンボルに基づいて計算された、出力シンボルのデータ量を示す第２データ量を用いて、第２符号表更新部への入力を制御する復号用フロー制御部２９０と、を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
メモリと、前記メモリを制御し且つ圧縮されたデータを伸張するメモリコントローラと、を備えるメモリシステムであって、
前記メモリコントローラは、符号化用符号表を用いて、入力シンボルを符号語に変換する符号化部と、復号用符号表を用いて前記符号語を出力シンボルに変換する復号部と、を有し、
前記符号化部は、
シンボルの出現パターンに応じて前記符号化用符号表を更新する第１符号表更新部と、
前記入力シンボルに基づいて計算された、前記入力シンボルのデータ量を示す第１データ量を用いて、前記第１符号表更新部への入力を制御する符号化用フロー制御部と、を有し、
前記復号部は、
シンボルの出現パターンに応じて前記復号用符号表を更新する第２符号表更新部と、
前記第１データ量の計算と同じ方法で前記出力シンボルに基づいて計算された、前記出力シンボルのデータ量を示す第２データ量を用いて、前記第２符号表更新部への入力を制御する復号用フロー制御部と、を有するメモリシステム。
前記メモリコントローラは、符号化用符号表を用いて、入力シンボルを符号語に変換する符号化部と、復号用符号表を用いて前記符号語を出力シンボルに変換する復号部と、を有し、
前記符号化部は、
シンボルの出現パターンに応じて前記符号化用符号表を更新する第１符号表更新部と、
前記入力シンボルに基づいて計算された、前記入力シンボルのデータ量を示す第１データ量を用いて、前記第１符号表更新部への入力を制御する符号化用フロー制御部と、を有し、
前記復号部は、
シンボルの出現パターンに応じて前記復号用符号表を更新する第２符号表更新部と、
前記第１データ量の計算と同じ方法で前記出力シンボルに基づいて計算された、前記出力シンボルのデータ量を示す第２データ量を用いて、前記第２符号表更新部への入力を制御する復号用フロー制御部と、を有するメモリシステム。
【請求項2】
前記符号化部に入力された前記入力シンボルは圧縮されたシンボルであり、
前記第１データ量は、前記入力シンボルの圧縮前のデータ量であり、
前記第２データ量は、前記出力シンボルの伸張後のデータ量である、請求項１に記載のメモリシステム。
前記第１データ量は、前記入力シンボルの圧縮前のデータ量であり、
前記第２データ量は、前記出力シンボルの伸張後のデータ量である、請求項１に記載のメモリシステム。
【請求項3】
前記符号化部に入力された前記入力シンボルは辞書式圧縮によって圧縮されたシンボルである、請求項２に記載のメモリシステム。
【請求項4】
前記符号化用フロー制御部は、第１仮復号部及び第１シンボル数算出部を有し、
前記第１仮復号部は、前記復号部から出力された前記出力シンボルが伸張される方法と同じ方法で伸張した場合のデータサイズを算出し、
前記第１シンボル数算出部は、前記第１仮復号部によって算出されたデータサイズに基づいて、次のサイクルで処理される前記入力シンボルの位置を特定し、
前記復号用フロー制御部は、第２仮復号部及び第２シンボル数算出部を有し、
前記第２仮復号部は、前記第１仮復号部と同じ方法で前記出力シンボルを伸張した場合のデータサイズを算出し、
前記第２シンボル数算出部は、前記第２仮復号部によって算出されたデータサイズに基づいて、次のサイクルで処理される前記出力シンボルの位置を特定する、請求項１乃至３のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記第１仮復号部は、前記復号部から出力された前記出力シンボルが伸張される方法と同じ方法で伸張した場合のデータサイズを算出し、
前記第１シンボル数算出部は、前記第１仮復号部によって算出されたデータサイズに基づいて、次のサイクルで処理される前記入力シンボルの位置を特定し、
前記復号用フロー制御部は、第２仮復号部及び第２シンボル数算出部を有し、
前記第２仮復号部は、前記第１仮復号部と同じ方法で前記出力シンボルを伸張した場合のデータサイズを算出し、
前記第２シンボル数算出部は、前記第２仮復号部によって算出されたデータサイズに基づいて、次のサイクルで処理される前記出力シンボルの位置を特定する、請求項１乃至３のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項5】
前記符号化部は、前記符号化用フロー制御部と前記第１符号表更新部との間に設けられた、前記入力シンボルが存在しないサイクルを検出する第１空サイクル検出部をさらに有し、
前記復号部は、前記復号用フロー制御部と前記第２符号表更新部との間に設けられた、前記出力シンボルが存在しないサイクルを検出する第２空サイクル検出部をさらに有する、請求項１乃至４のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記復号部は、前記復号用フロー制御部と前記第２符号表更新部との間に設けられた、前記出力シンボルが存在しないサイクルを検出する第２空サイクル検出部をさらに有する、請求項１乃至４のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項6】
メモリと、前記メモリを制御し且つ圧縮されたデータを伸張するメモリコントローラと、を備えるメモリシステムであって、
前記メモリコントローラは、符号化用符号表を用いて、入力シンボルを符号語に変換する符号化部と、復号用符号表を用いて前記符号語を出力シンボルに変換する復号部と、を有し、
前記符号化部は、
シンボルの出現パターンに応じて前記符号化用符号表を更新する第１符号表更新部と、
前記入力シンボルのタイプを示す第１タイプに基づいて見積もられた、前記入力シンボルのデータ量を反映した第１データ量を用いて、前記第１符号表更新部への入力を制御する符号化用フロー制御部と、を有し、
前記復号部は、
シンボルの出現パターンに応じて前記復号用符号表を更新する第２符号表更新部と、
前記符号語のタイプを示す第２タイプに基づいて見積もられた、前記出力シンボルのデータ量を反映した第２データ量を用いて、前記第２符号表更新部への入力を制御する復号用フロー制御部と、を有するメモリシステム。
前記メモリコントローラは、符号化用符号表を用いて、入力シンボルを符号語に変換する符号化部と、復号用符号表を用いて前記符号語を出力シンボルに変換する復号部と、を有し、
前記符号化部は、
シンボルの出現パターンに応じて前記符号化用符号表を更新する第１符号表更新部と、
前記入力シンボルのタイプを示す第１タイプに基づいて見積もられた、前記入力シンボルのデータ量を反映した第１データ量を用いて、前記第１符号表更新部への入力を制御する符号化用フロー制御部と、を有し、
前記復号部は、
シンボルの出現パターンに応じて前記復号用符号表を更新する第２符号表更新部と、
前記符号語のタイプを示す第２タイプに基づいて見積もられた、前記出力シンボルのデータ量を反映した第２データ量を用いて、前記第２符号表更新部への入力を制御する復号用フロー制御部と、を有するメモリシステム。
【請求項7】
前記第１タイプは、前記符号化部に入力された前記入力シンボルが圧縮されているか否かを示す情報を含み、
前記第２タイプは、前記符号語に基づいて得られる前記出力シンボルが圧縮されているか否かを示す情報を含み、
前記第１データ量は、前記入力シンボルの圧縮前のデータ量を反映したデータ量であり、
前記第２データ量は、前記出力シンボルの伸張後のデータ量を反映したデータ量である、請求項６に記載のメモリシステム。
前記第２タイプは、前記符号語に基づいて得られる前記出力シンボルが圧縮されているか否かを示す情報を含み、
前記第１データ量は、前記入力シンボルの圧縮前のデータ量を反映したデータ量であり、
前記第２データ量は、前記出力シンボルの伸張後のデータ量を反映したデータ量である、請求項６に記載のメモリシステム。
【請求項8】
前記符号化部に入力された前記入力シンボルは辞書式圧縮によって圧縮されたシンボルである、請求項７に記載のメモリシステム。
【請求項9】
前記符号化用フロー制御部は、第１近似計算部及びシンボル数算出部を有し、
前記第１近似計算部は、前記入力シンボルが圧縮されているか否かを判定し、前記入力シンボルが圧縮されていると判定した場合の前記入力シンボルの前記第１データ量を第１の値に設定し、前記第１の値に基づいて、次のサイクルで処理される前記入力シンボルの位置を特定し、
前記復号用フロー制御部は、第２近似計算部及び符号語数算出部を有し、
前記第２近似計算部は、前記符号語が変換された前記出力シンボルが圧縮されているか否かを判定し、前記符号語が変換された前記出力シンボルが圧縮されていると判定した場合の前記出力シンボルの前記第２データ量を前記第１の値と同じ値である第２の値に設定し、前記第２の値に基づいて、次のサイクルで出力される前記出力シンボルの出力位置を特定する、請求項６乃至８のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記第１近似計算部は、前記入力シンボルが圧縮されているか否かを判定し、前記入力シンボルが圧縮されていると判定した場合の前記入力シンボルの前記第１データ量を第１の値に設定し、前記第１の値に基づいて、次のサイクルで処理される前記入力シンボルの位置を特定し、
前記復号用フロー制御部は、第２近似計算部及び符号語数算出部を有し、
前記第２近似計算部は、前記符号語が変換された前記出力シンボルが圧縮されているか否かを判定し、前記符号語が変換された前記出力シンボルが圧縮されていると判定した場合の前記出力シンボルの前記第２データ量を前記第１の値と同じ値である第２の値に設定し、前記第２の値に基づいて、次のサイクルで出力される前記出力シンボルの出力位置を特定する、請求項６乃至８のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項10】
前記復号部は、前記復号用フロー制御部から出力された前記符号語からエントリ番号を抽出し、前記エントリ番号を前記第２符号表更新部に入力するエントリ番号抽出部をさらに有し、
前記第２符号表更新部は、前記エントリ番号に基づいて前記復号用符号表を更新する、請求項６乃至９のいずれか一に記載のメモリシステム。
前記第２符号表更新部は、前記エントリ番号に基づいて前記復号用符号表を更新する、請求項６乃至９のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項11】
前記符号化部は、
前記符号化用フロー制御部から出力された前記入力シンボルを、前記符号化用符号表に基づいて前記符号語に変換する符号化論理部と、
前記符号化用フロー制御部と前記符号化論理部との間に設けられ、入力された前記入力シンボルを遅延させる第１遅延バッファと、をさらに有し、
前記復号部は、
前記復号用フロー制御部から出力された前記符号語を、前記復号用符号表に基づいて前記出力シンボルに変換する復号論理部と、
前記復号用フロー制御部と前記復号論理部との間に設けられ、入力された前記符号語を遅延させる第２遅延バッファと、をさらに有する、請求項１０に記載のメモリシステム。
前記符号化用フロー制御部から出力された前記入力シンボルを、前記符号化用符号表に基づいて前記符号語に変換する符号化論理部と、
前記符号化用フロー制御部と前記符号化論理部との間に設けられ、入力された前記入力シンボルを遅延させる第１遅延バッファと、をさらに有し、
前記復号部は、
前記復号用フロー制御部から出力された前記符号語を、前記復号用符号表に基づいて前記出力シンボルに変換する復号論理部と、
前記復号用フロー制御部と前記復号論理部との間に設けられ、入力された前記符号語を遅延させる第２遅延バッファと、をさらに有する、請求項１０に記載のメモリシステム。
【請求項12】
前記第１遅延バッファによって遅延されるサイクル数は、前記第２遅延バッファによって遅延されるサイクル数と同じである、請求項１１に記載のメモリシステム。
【請求項13】
前記第１遅延バッファによって遅延されるサイクル数は、前記第１符号表更新部におけるレイテンシによって遅延されるサイクル数よりも１サイクル小さく、
前記第２遅延バッファによって遅延されるサイクル数は、前記第２符号表更新部におけるレイテンシによって遅延されるサイクル数よりも１サイクル小さい、請求項１１に記載のメモリシステム。
前記第２遅延バッファによって遅延されるサイクル数は、前記第２符号表更新部におけるレイテンシによって遅延されるサイクル数よりも１サイクル小さい、請求項１１に記載のメモリシステム。
【請求項14】
複数の前記入力シンボルが変換された複数の前記符号語が、１サイクルで前記符号化部から出力される、請求項１乃至１３のいずれか一に記載のメモリシステム。
【請求項15】
前記符号化部に前記入力シンボルを出力する辞書式圧縮部をさらに有し、
前記辞書式圧縮部は、前記辞書式圧縮部に入力された第１シンボル列が過去に入力された第２シンボル列と最小マッチ長以上一致するときに、前記第１シンボル列を圧縮し
前記第１近似計算部は、前記第１の値を前記最小マッチ長に設定する、請求項９に記載のメモリシステム。
前記辞書式圧縮部は、前記辞書式圧縮部に入力された第１シンボル列が過去に入力された第２シンボル列と最小マッチ長以上一致するときに、前記第１シンボル列を圧縮し
前記第１近似計算部は、前記第１の値を前記最小マッチ長に設定する、請求項９に記載のメモリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の一実施形態は不揮発性メモリを備えるメモリシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、不揮発性メモリを備えるメモリシステムが広く普及している。このようなメモリシステムとして、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを備えるソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）が知られている。
【0003】
上記のメモリシステムにおいて、符号化テーブル及び復号テーブルを逐次更新しながらデータの符号化及び復号を行う適応型エントロピー符号化及び復号方式が用いられている。この方式において、符号化されたデータを正しく復号するためには、復号テーブルにおいて符号化テーブルの状態を正しく再現する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第６１８８３３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、メモリシステムの圧縮・伸張回路における符号化及び復号のスループットを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一実施形態に係るメモリシステムは、メモリと、前記メモリを制御し且つ圧縮されたデータを伸張するメモリコントローラと、を備える。前記メモリコントローラは、符号化用符号表を用いて、入力シンボルを符号語に変換する符号化部と、復号用符号表を用いて前記符号語を出力シンボルに変換する復号部と、を有する。前記符号化部は、シンボルの出現パターンに応じて前記符号化用符号表を更新する第１符号表更新部と、前記入力シンボルに基づいて計算された、前記入力シンボルのデータ量を示す第１データ量を用いて、前記第１符号表更新部への入力を制御する符号化用フロー制御部と、を有する。前記復号部は、シンボルの出現パターンに応じて前記復号用符号表を更新する第２符号表更新部と、前記第１データ量の計算と同じ方法で前記出力シンボルに基づいて計算された、前記出力シンボルのデータ量を示す第２データ量を用いて、前記第２符号表更新部への入力を制御する復号用フロー制御部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】一実施形態に係るメモリシステムの構成を示すブロック図である。
【図2】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。
【図3】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。
【図4】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる復号用フロー制御部の構成を示すブロック図である。
【図5】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。
【図6】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。
【図7】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる復号用フロー制御部の構成を示すブロック図である。
【図8】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。
【図9】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の構成を示すブロック図である。
【図10】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部において行われるエントリ番号抽出に用いられる符号表の一例である。
【図11】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部又は復号部に含まれる符号表の状態遷移の一例を示す図である。
【図12】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。
【図13】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。
【図14】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。
【図15】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。
【図16】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。
【図17】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。
【図18】一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号表更新部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施形態にかかるメモリシステムについて、図面を参照して具体的に説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素について、同一符号が付されており、必要な場合にのみ重複する説明が行われる。以下に示す各実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示する。実施形態の技術思想は、構成要素の材質、形状、構造、配置等を下記のものに限定されない。実施形態の技術的思想は、特許請求の範囲に対して、種々の変更を加えたものであってもよい。
【0009】
以下の説明において、１バイト（Ｂｙｔｅ）の情報を「データ」といい、当該データが入力された順に並べられたものを「データ列」という。ただし、「データ」は１バイトの情報に限定されない。後述する圧縮・伸張回路１６に入力されるデータ列を「入力データ列」といい、圧縮・伸張回路１６から出力されるデータ列を「出力データ列」という。
【0010】
上記のデータが後述する辞書式圧縮部３００によって辞書式圧縮された情報を「シンボル」という。圧縮・伸張回路１６の符号化部１００に入力されるシンボルを「入力シンボル」という。圧縮・伸張回路１６の復号部２００から出力されるシンボルを「出力シンボル」という。「入力シンボル」と「出力シンボル」とを特に区別する必要がない場合、単に「シンボル」という。１つの「シンボル」は、１つの「データ」に対応してもよく、複数の「データ」が圧縮された圧縮データに対応してもよい。以下の実施形態において、圧縮されていないデータに対応するシンボルを「リテラルシンボル」といい、圧縮されたデータに対応するシンボルを「マッチシンボル」という。
【0011】
「マッチシンボル」は、圧縮対象のデータ列を、過去に同じパターンのデータ列が出現した位置を示す情報と、圧縮対象のデータ列と過去に出現したパターンとが一致するデータ列の長さに係る情報と、に置き換えたものである。例えば、マッチシンボルは、過去に伸張されたデータ列が格納されているヒストリーバッファにおけるアドレスを示す「位置情報」と、当該アドレスに格納されたデータ列の先頭からのデータ数を示す「長さ情報」と、を含む。
【0012】
「圧縮する」とは、対象のデータ列の情報量（例えばビット数）を小さくすることを意味し、「符号化する」又は「エンコードする」ということもできる。「伸張する」とは、圧縮されたデータ列の情報量を圧縮前の状態に復元することを意味し、「復号する」又は「デコードする」ということもできる。
【0013】
以下の説明において、符号化部１００に入力シンボルを入力する制御を行うクロック信号の１周期、又は復号部２００から出力シンボルを出力する制御を行うクロック信号の１周期を「１サイクル」という。符号化部１００及び復号部２００には複数のバッファ（例えば、フリップフロップ回路）が設けられており、あるバッファに格納されたデータは、１サイクルの間に当該バッファから送出されて、後段のバッファに格納される。以下の実施形態において、複数の入力シンボルが１サイクルで符号化部１００に入力される構成、かつ当該複数の入力シンボルが変換された複数の符号語が１サイクルで符号化部１００から送信される構成について説明する。
【0014】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第１実施形態に係るメモリシステムは、例えば、半導体記憶装置としてのＮＡＮＤ型フラッシュメモリと、当該ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを制御するメモリコントローラと、を含む。本実施形態において、メモリコントローラは、データを圧縮・伸張する機能を有する。
第１実施形態に係るメモリシステムについて説明する。第１実施形態に係るメモリシステムは、例えば、半導体記憶装置としてのＮＡＮＤ型フラッシュメモリと、当該ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを制御するメモリコントローラと、を含む。本実施形態において、メモリコントローラは、データを圧縮・伸張する機能を有する。
【0015】
［メモリシステム１の全体構成］
図１は、一実施形態に係るメモリシステムの構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、メモリシステム１は、メモリコントローラ１０と、不揮発性メモリ２０とを備える。メモリシステム１は、ホスト３０と接続可能である。図１では、メモリシステム１とホスト３０とが接続された状態が示されている。ホスト３０は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末などの電子機器である。
図１は、一実施形態に係るメモリシステムの構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、メモリシステム１は、メモリコントローラ１０と、不揮発性メモリ２０とを備える。メモリシステム１は、ホスト３０と接続可能である。図１では、メモリシステム１とホスト３０とが接続された状態が示されている。ホスト３０は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末などの電子機器である。
【0016】
不揮発性メモリ２０は、データを不揮発に記憶する不揮発性メモリであり、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（以下、単にＮＡＮＤメモリという）である。以下の説明では、不揮発性メモリ２０としてＮＡＮＤメモリが用いられた場合を例示するが、不揮発性メモリ２０として３次元構造フラッシュメモリ、ＲｅＲＡＭ（Resistance Random Access Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）等のＮＡＮＤメモリ以外の半導体記憶装置を用いることができる。不揮発性メモリ２０が半導体記憶装置であることは必須ではない。半導体記憶装置以外の種々の記憶媒体に対して本実施形態を適用することができる。
【0017】
メモリシステム１は、メモリコントローラ１０と不揮発性メモリ２０とが１つのパッケージとして構成されるメモリカード等であってもよく、ＳＳＤ（Solid State Drive）等であってもよい。
【0018】
メモリコントローラ１０は、例えばＳｏＣ（System-On-a-Chip）として構成される半導体集積回路である。以下で説明するメモリコントローラ１０の各構成要素の動作の一部又は全部はハードウエアによって実現されるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がファームウエアを実行することによって実現されてもよい。
【0019】
メモリコントローラ１０は、ホスト３０からの書き込み要求に従って不揮発性メモリ２０への書き込みを制御し、ホスト３０からの読み出し要求に従って不揮発性メモリ２０からの読み出しを制御する。メモリコントローラ１０は、プロセッサ１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、ランダマイザ１４、ＥＣＣ回路１５、圧縮・伸張回路（Compression/Decompression Circuit）１６、ホストＩ／Ｆ（ホストインタフェース）１７、及びメモリＩ／Ｆ（メモリインタフェース）１８を備える。これらの機能ブロックは内部バス１９で相互に接続されている。
【0020】
圧縮・伸張回路１６は、不揮発性メモリ２０へ書き込むデータを圧縮する符号化器として動作する。圧縮・伸張回路１６は、不揮発性メモリ２０から読み出されたデータを伸張する復号器としても動作する。圧縮・伸張回路１６の詳細な構成及び動作は後述する。
【0021】
ホストＩ／Ｆ１７は、ホスト３０とホストＩ／Ｆ１７との間のインタフェース規格に従った処理を実行する。ホストＩ／Ｆ１７は、ホスト３０から受信した要求及び書き込み対象のデータなどを内部バス１９に出力する。ホストＩ／Ｆ１７は、不揮発性メモリ２０から読み出され、圧縮・伸張回路１６によって伸張されたデータをホスト３０へ送信する。ホストＩ／Ｆ１７は、プロセッサ１１からの応答などをホスト３０へ送信する。
【0022】
メモリＩ／Ｆ１８は、プロセッサ１１の指示に基づいて、不揮発性メモリ２０への書き込み処理を行う。メモリＩ／Ｆ１８は、プロセッサ１１の指示に基づいて、不揮発性メモリ２０からの読み出し処理を行う。
【0023】
プロセッサ１１は、メモリシステム１の各機能ブロックを統括的に制御する制御部である。プロセッサ１１は、ホスト３０からの要求をホストＩ／Ｆ１７経由で受け付けた場合に、その要求に応じた制御を行う。例えば、プロセッサ１１は、ホスト３０からの書き込み要求に応じて、不揮発性メモリ２０へのデータの書き込みをメモリＩ／Ｆ１８へ指示する。プロセッサ１１は、ホスト３０からの読み出し要求に応じて、不揮発性メモリ２０からのデータの読み出しをメモリＩ／Ｆ１８へ指示する。
【0024】
プロセッサ１１は、ホスト３０から書き込み要求を受信した場合、ＲＡＭ１２に保持されているデータに対して、不揮発性メモリ２０上の格納領域（メモリ領域）を決定する。すなわち、プロセッサ１１は、データの書き込み先を管理する。ホスト３０から受信したデータの論理アドレスと当該データが格納された不揮発性メモリ２０上の格納領域を示す物理アドレスとの対応はアドレス変換テーブルに格納される。
【0025】
プロセッサ１１は、ホスト３０から読み出し要求を受信した場合、読み出し要求によって指定された論理アドレスを、上述のアドレス変換テーブルを用いて物理アドレスに変換し、当該物理アドレスからの読み出しをメモリＩ／Ｆ１８へ指示する。
【0026】
ＮＡＮＤメモリでは、一般に、ページと呼ばれるデータ単位で書き込み及び読み出しが行われ、ブロックと呼ばれるデータ単位で消去が行われる。同一のワード線に接続される複数のメモリセルをメモリセルグループという。メモリセルがＳＬＣ（Single Level Cell）である場合は、１つのメモリセルグループが１ページに対応する。メモリセルがＭＬＣ、ＴＬＣ、又はＱＬＣなどの多ビットセルである場合、１つのメモリセルグループが複数ページに対応する。各メモリセルはワード線及びビット線の両方に接続される。したがって、各メモリセルは、ワード線を識別するアドレスとビット線を識別するアドレスとを用いて識別することが可能である。
【0027】
ＲＡＭ１２は、例えばデータバッファとして使用され、メモリコントローラ１０がホスト３０から受信したデータを不揮発性メモリ２０へ記憶させるまでに一時的に保持する。ＲＡＭ１２は、不揮発性メモリ２０から読み出したデータをホスト３０へ送信するまでの間に一時的に保持する。ＲＡＭ１２として、例えば、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）又はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの汎用メモリを用いることができる。
【0028】
ＲＡＭ１２は、アドレス変換テーブル、起動時等に不揮発性メモリ２０の特定の領域から読み出されて展開されるマスタテーブル（スナップショット）などの各種管理テーブル、又は各種管理テーブルの変更差分であるログ情報などを記憶するワーキングメモリとして使用されてもよい。
【0029】
ＲＯＭ１３は、メモリコントローラ１０を動作させるための種々のプログラムやパラメータ等を記憶する。ＲＯＭ１３に格納されているプログラムやパラメータ等は、必要に応じてプロセッサ１１に読み出されて実行される。
【0030】
ランダマイザ１４は、例えば線形帰還シフトレジスタ等を含み、入力されたシード値に対して一義的に求められる擬似乱数を生成する。ランダマイザ１４によって生成された擬似乱数は、例えばプロセッサ１１において書き込みデータとの排他的論理和が計算される。これにより、不揮発性メモリ２０に書き込まれる書き込みデータがランダマイズされる。
【0031】
ホスト３０からホストＩ／Ｆ１７へ送信されたデータは、内部バス１９に転送されてＲＡＭ１２に一時的に保持される。当該データは、圧縮・伸張回路１６によって圧縮され、ＥＣＣ回路１５により誤り訂正符号化される。その後、当該データは、メモリＩ／Ｆ１８を介して不揮発性メモリ２０に書き込まれる。一方、不揮発性メモリ２０から読み出されたデータは、ＥＣＣ回路１５によって誤り訂正復号が行われる。その後、当該データが圧縮・伸張回路１６によって伸張されることで、オリジナルのデータに復元される。復元されたデータは、例えばＲＡＭ１２に一時的に保持された後、ホストＩ／Ｆ１７を介してホスト３０へ転送される。圧縮・伸張回路１６及び／又はＥＣＣ回路１５によって符号化されるデータには、上記のデータ以外にも、メモリコントローラ１０内部で用いる制御データ等が含まれてもよい。
【0032】
以上のような構成を備えるメモリシステム１における書き込み処理では、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０への書き込み時に、圧縮・伸張回路１６に対してデータの圧縮を指示する。その際、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０における書き込みデータの格納場所（格納アドレス）を決定し、決定した格納場所をメモリＩ／Ｆ１８へ指示する。圧縮・伸張回路１６は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、ＲＡＭ１２上のデータを圧縮する。そして、ＥＣＣ回路１５は、プロセッサ１１からの指示に基づいて、ＲＡＭ１２上の圧縮されたデータをさらにＥＣＣ符号化する。これにより生成された書き込みデータは、メモリＩ／Ｆ１８を介して不揮発性メモリ２０の指定された格納場所に書き込まれる。ＥＣＣ回路１５の符号化方式として、例えば、ＬＤＰＣ（Low-Density Parity-Check）符号、ＢＣＨ（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）符号、又はＲＳ（Reed-Solomon）符号を用いた符号化方式を採用することができる。
【0033】
一方、読み出し処理では、プロセッサ１１は、不揮発性メモリ２０からの読み出し時に、不揮発性メモリ２０上のアドレスを指定してメモリＩ／Ｆ１８へ読み出しを指示する。プロセッサ１１は、ＥＣＣ回路１５へＥＣＣ復号の開始を指示するとともに、圧縮・伸張回路１６へ伸張の開始を指示する。メモリＩ／Ｆ１８は、プロセッサ１１の指示に従って、不揮発性メモリ２０の指定されたアドレスに対する読み出しを実行し、この読み出しによって得られた読み出しデータをＥＣＣ回路１５に入力する。ＥＣＣ回路１５は入力された読み出しデータをＥＣＣ復号化する。圧縮・伸張回路１６はＥＣＣ復号化されたデータを伸張する。この伸張に成功した場合、プロセッサ１１は、伸張されたオリジナルのデータをＲＡＭ１２に格納する。一方、ＥＣＣ復号化及び伸張に失敗した場合、プロセッサ１１は、例えば、ホスト３０へリードエラーを通知する。
【0034】
［圧縮・伸張回路１６の構成］
図２は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図２に示すように、圧縮・伸張回路１６は、符号化部１００、復号部２００、辞書式圧縮部３００、及び辞書式伸張部４００を備える。符号化部１００の入力端子１０１は辞書式圧縮部３００に接続されている。符号化部１００の出力端子１０３及び復号部２００の入力端子２０１は、ともに内部バス１９接続されている。復号部２００の出力端子２０３は辞書式伸張部４００に接続されている。辞書式圧縮部３００の入力端子及び辞書式伸張部４００の出力端子は内部バス１９に接続されている。符号化部１００は、後述する符号化用符号表を用いて、入力シンボルを符号語に変換する。復号部２００は、後述する復号用符号表を用いて符号化部１００から出力された符号語を出力シンボルに変換する。
図２は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図２に示すように、圧縮・伸張回路１６は、符号化部１００、復号部２００、辞書式圧縮部３００、及び辞書式伸張部４００を備える。符号化部１００の入力端子１０１は辞書式圧縮部３００に接続されている。符号化部１００の出力端子１０３及び復号部２００の入力端子２０１は、ともに内部バス１９接続されている。復号部２００の出力端子２０３は辞書式伸張部４００に接続されている。辞書式圧縮部３００の入力端子及び辞書式伸張部４００の出力端子は内部バス１９に接続されている。符号化部１００は、後述する符号化用符号表を用いて、入力シンボルを符号語に変換する。復号部２００は、後述する復号用符号表を用いて符号化部１００から出力された符号語を出力シンボルに変換する。
【0035】
圧縮・伸張回路１６では、例えばＬＺ７７圧縮など、データ列の類似性を利用した辞書式圧縮及び辞書式伸張を用いた圧縮・伸張技術が用いられる。圧縮対象の入力データ列（data string）が過去に入力された入力済みデータ列を用いて表現できる場合、辞書式圧縮部３００によって、入力データ列は入力済みデータ列を参照する情報である入力シンボル（symbol）に圧縮される。辞書式圧縮部３００によって圧縮された入力シンボルは符号化部１００に入力される。符号化部１００に入力された入力シンボルは、さらに符号語（code）に符号化されて内部バス１９に送信される。当該符号語は、内部バス１９を介して復号部２００に入力され、復号部２００によって出力シンボル（symbol）に復号され、復号された出力シンボルが復号部２００から出力される。復号部２００から出力された出力シンボルは、辞書式伸張部４００によって出力データ列（data string）に伸張される。
【0036】
以下の説明では、上記の圧縮・伸張回路１６のうち符号化部１００及び復号部２００の構成及び機能について説明する。辞書式圧縮部３００及び辞書式伸張部４００として一般的な回路を用いることができるため、ここでは説明を省略する。
【0037】
符号化部１００（encode）は、シンボルバッファ１１０、シンボル数算出部１２０、符号表更新部１３０(code table)、符号化論理部１４０（encode logic）、及びパック部１５０（pack）を有する。符号化部１００の入力端子１０１はシンボルバッファ１１０の入力端子に接続されている。シンボルバッファ１１０の出力端子はシンボル数算出部１２０の入力端子に接続されている。シンボル数算出部１２０の出力端子はシンボルバッファ１１０、符号表更新部１３０、及び符号化論理部１４０の各々の入力端子に接続されている。シンボル数算出部１２０はシンボルバッファ１１０をフィードバック制御する。符号表更新部１３０の出力端子は符号化論理部１４０の入力端子に接続されている。符号化論理部１４０の出力端子はパック部１５０の入力端子に接続されている。パック部１５０の出力端子は符号化部１００の出力端子１０３に接続されている。なお、符号表更新部１３０を「第１符号表更新部」という場合がある。
【0038】
シンボルバッファ１１０は、符号化部１００に入力された入力シンボルを一時的に格納する。シンボルバッファ１１０の容量は、１サイクルで処理されるシンボルの数に応じて設定される。本実施形態では、１サイクルで４つのシンボルが処理されるので、シンボルバッファ１１０は少なくとも４つのシンボルを格納できる容量を有している。ただし、１サイクルで処理されるシンボルの数は３より小さくてもよく、５より大きくてもよい。
【0039】
シンボル数算出部１２０は、シンボルバッファ１１０に一時的に格納された入力シンボルに基づいて、当該入力シンボルに圧縮される前の入力データ列のデータ量（第１データ量）を計算し、計算されたデータ量に対応するシンボル数を算出する。このように算出されたシンボル数を「第１消費シンボル数」という。シンボル数算出部１２０は、第１消費シンボル数に基づいて、シンボルバッファ１１０に格納された入力シンボルのうち、後段の符号表更新部１３０及び符号化論理部１４０に出力するシンボルを選択する。また、シンボル数算出部１２０は、上記の第１消費シンボル数に基づいてシンボルバッファ１１０を制御する。具体的には、シンボル数算出部１２０は、上記の第１消費シンボル数に基づいて、次のサイクルで処理される入力シンボルの位置（シンボルバッファ１１０のアドレス）を特定する。
【0040】
シンボルバッファ１１０及びシンボル数算出部１２０を符号化用フロー制御部１９０という場合がある。上記の構成を換言すると、符号化用フロー制御部１９０は、入力シンボルに基づいて計算された、入力シンボルのデータ量を示す第１データ量を用いて、符号表更新部１３０への入力を制御する。なお、シンボルバッファ１１０及びシンボル数算出部１２０の詳細な構成は後述する。
【0041】
符号表更新部１３０は符号化用符号表を有する。詳細は後述するが、符号化用符号表はエントリ番号、符号語、入力シンボル、及び入力シンボルの出現頻度を関連付けて格納する表である（後述する図１０及び図１１を参照）。
【0042】
符号化用符号表において、相対的に小さいエントリ番号には相対的に短い符号語が割り当てられており、相対的に大きいエントリ番号には相対的に長い符号語が割り当てられている。符号化用符号表では、入力シンボルの出現頻度に応じて入力シンボルの順序が決定され、決定された順序の入力シンボルに対してエントリ番号及び符号語が割り当てられる。出現頻度が相対的に高い入力シンボルには相対的に短い符号語が割り当てられ、出現頻度が相対的に低い入力シンボルには相対的に長い符号語が割り当てられる。
【0043】
符号表更新部１３０は、入力された入力シンボルに基づいて出現頻度を更新し、当該出現頻度に基づいて入力シンボルを並び替える。つまり、符号表更新部１３０は、シンボルの出現パターンに応じて符号化用符号表を更新する。
【0044】
符号化論理部１４０は、符号化用フロー制御部１９０のシンボル数算出部１２０から出力された入力シンボルを、符号表更新部１３０の符号化用符号表に基づいて符号語に変換する。詳細は後述するが、符号化論理部１４０は、符号化用フロー制御部１９０から出力された入力シンボルをキーとして、符号表更新部１３０から入力シンボルに関連付けられた符号語を読み出す。符号化論理部１４０は、当該入力シンボルを符号表更新部１３０から読み出された符号語に変換する。
【0045】
パック部１５０は、符号化論理部１４０から出力された１つ以上の符号語をまとめて、特定のデータサイズ単位の符号化データとして出力端子１０３に出力する。
【0046】
復号部２００（decode）は、シンボルバッファ２１０、シンボル数算出部２２０、符号表更新部２３０(code table)、復号論理部２４０（decode logic）、及びアンパック部２５０（unpack）を有する。復号部２００の入力端子２０１はアンパック部２５０の入力端子に接続されている。アンパック部２５０の出力端子はシンボルバッファ２１０の入力端子に接続されている。シンボルバッファ２１０の出力端子は復号論理部２４０の入力端子に接続されている。復号論理部２４０の出力端子はシンボル数算出部２２０の入力端子に接続されている。シンボル数算出部２２０の出力端子は、シンボルバッファ２１０及び符号表更新部２３０の各々の入力端子、並びに復号部２００の出力端子２０３に接続されている。シンボル数算出部２２０は、シンボルバッファ２１０をフィードバック制御する。符号表更新部２３０の出力端子は復号論理部２４０の入力端子に接続されている。なお、符号表更新部２３０を「第２符号表更新部」という場合がある。
【0047】
アンパック部２５０は、復号部２００の入力端子２０１に入力された、特定のサイズのデータサイズ単位の符号語データから符号語単位のデータを切り出す。アンパック部２５０によって切り出された符号語は、入力シンボルが変換された符号語に対応する。つまり、アンパック部２５０によって切り出された１つの単位の符号語が変換された出力シンボルは入力シンボルに対応する。
【0048】
シンボルバッファ２１０は、アンパック部２５０によって切り出された符号語を一時的に格納する。シンボルバッファ２１０の容量は、１サイクルで処理される符号語の数に応じて設定される。本実施形態では、１サイクルで４つの符号語が処理されるので、シンボルバッファ２１０は少なくとも４つの符号語を格納できる容量を有している。ただし、１サイクルで処理される符号語の数は３より小さくてもよく、５より大きくてもよい。
【0049】
復号論理部２４０は、シンボルバッファ２１０から出力された符号語を、復号用符号表に基づいて出力シンボルに変換する。詳細は後述するが、復号論理部２４０は、シンボルバッファ２１０から出力された符号語をキーとして、符号表更新部２３０から符号語に関連付けられた出力シンボルを読み出す。復号論理部２４０は、当該符号語を符号表更新部２３０から読み出された出力シンボルに変換する。
【0050】
シンボル数算出部２２０は、復号論理部２４０によって符号語から変換された出力シンボルに基づいて、当該出力シンボルが伸張された後の出力データ列のデータ量（第２データ量）を計算し、計算されたデータ量に対応するシンボル数を算出する。当該第２データ量の計算方法は、上記の第１データ量の計算方法と同じである。このように算出されたシンボル数を「第２消費シンボル数」という。シンボル数算出部２２０は、第２消費シンボル数に基づいて、復号論理部２４０から出力された出力シンボルのうち、符号表更新部２３０及び出力端子２０３に出力する出力シンボルを選択する。また、シンボル数算出部２２０は、第２消費シンボル数に基づいてシンボルバッファ２１０を制御する。具体的には、シンボル数算出部２２０は、第２消費シンボル数に基づいて、次のサイクルで処理される出力シンボルの位置（シンボルバッファ２１０のアドレス）を特定する。
【0051】
シンボルバッファ２１０及びシンボル数算出部２２０を復号用フロー制御部２９０という場合がある。上記の構成を換言すると、復号用フロー制御部２９０は、出力シンボルに基づいて計算された、出力シンボルのデータ量を示す第２データ量を用いて、符号表更新部２３０への入力を制御する。なお、シンボルバッファ２１０及びシンボル数算出部２２０の詳細な構成は後述する。
【0052】
符号表更新部２３０は復号用符号表を有する。詳細は後述するが、復号用符号表は符号語、エントリ番号、出力シンボル、及び出力シンボルの出現頻度を関連付けて格納する表である（後述する図１０及び図１１を参照）。
【0053】
復号用符号表において、相対的に小さいエントリ番号には相対的に短い符号語が割り当てられており、相対的に大きいエントリ番号には相対的に長い符号語が割り当てられている。復号用符号表では、出力シンボルの出現頻度に応じて出現シンボルの順序が決定され、決定された順序の出力シンボルに対してエントリ番号及び符号語が割り当てられる。出現頻度が相対的に高い出力シンボルには相対的に短い符号語が割り当てられ、出現頻度が相対的に低い出力シンボルには相対的に長い符号語が割り当てられる。
【0054】
符号表更新部２３０は、入力された符号語に対応する出力シンボルに基づいて出現頻度を更新し、当該出現頻度に基づいて出力シンボルを並び替える。つまり、符号表更新部２３０は、符号語又は符号語に対応するシンボルの出現パターンに応じて復号用符号表を更新する。
【0055】
詳細は後述するが、符号表更新部２３０によって行われる復号用符号表の更新内容は、符号表更新部１３０によって行われる符号化用符号表の更新内容と同じである。したがって、復号用符号表において符号化用符号表の状態を正しく再現することができる。
【0056】
［符号化用フロー制御部１９０の構成］
図３は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。図３に示すように、符号化用フロー制御部１９０は、シンボルバッファ１１０及びシンボル数算出部１２０を有する。シンボルバッファ１１０は、データ保持部１１１、デマルチプレクサ１１２（DeMUX）、マルチプレクサ１１３（MUX）、ライトポインタ１１４、及びリードポインタ１１５を有する。シンボル数算出部１２０は、辞書式仮復号部１２１（dict. decode）、消費シンボル数算出部１２２（consumption symbol cal.）、及び出力シンボル選択部１２３（output symbol select.）を有する。以下の説明において、辞書式仮復号部１２１を「第１仮復号部」といい、消費シンボル数算出部１２２を「第１シンボル数算出部」という場合がある。
図３は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。図３に示すように、符号化用フロー制御部１９０は、シンボルバッファ１１０及びシンボル数算出部１２０を有する。シンボルバッファ１１０は、データ保持部１１１、デマルチプレクサ１１２（DeMUX）、マルチプレクサ１１３（MUX）、ライトポインタ１１４、及びリードポインタ１１５を有する。シンボル数算出部１２０は、辞書式仮復号部１２１（dict. decode）、消費シンボル数算出部１２２（consumption symbol cal.）、及び出力シンボル選択部１２３（output symbol select.）を有する。以下の説明において、辞書式仮復号部１２１を「第１仮復号部」といい、消費シンボル数算出部１２２を「第１シンボル数算出部」という場合がある。
【0057】
シンボルバッファ１１０の構成について説明する。デマルチプレクサ１１２はシンボルバッファ１１０の入力端子に接続されている。デマルチプレクサ１１２の出力端子はデータ保持部１１１の入力端子に接続されている。データ保持部１１１の出力端子はマルチプレクサ１１３の入力端子に接続されている。マルチプレクサ１１３の出力端子はシンボルバッファ１１０の出力端子に接続されている。ライトポインタ１１４はデマルチプレクサ１１２に接続されている。リードポインタ１１５はマルチプレクサ１１３に接続されている。また、リードポインタ１１５は消費シンボル数算出部１２２に接続されている。図３に示すように、本実施形態では１サイクルで４つの入力シンボルが符号語に変換されるため、シンボルが伝送される信号線は４本ずつ設けられている。
【0058】
シンボル数算出部１２０の構成について説明する。辞書式仮復号部１２１は、４つの信号線の各々に応じて設けられている。つまり、シンボル数算出部１２０は、個別の４つの辞書式仮復号部１２１を備えている。４つの辞書式仮復号部１２１を特に区別する必要がない場合、単に辞書式仮復号部１２１という。一方、４つの辞書式仮復号部１２１を区別して表現する場合は、それぞれ辞書式仮復号部１２１－１、１２１－２、１２１－３、１２１－４と表現する。
【0059】
４つの辞書式仮復号部１２１はシンボルバッファ１１０のマルチプレクサ１１３に接続されている。各辞書式仮復号部１２１の出力端子は消費シンボル数算出部１２２の入力端子に接続されている。消費シンボル数算出部１２２の出力端子は出力シンボル選択部１２３の入力端子及びリードポインタ１１５に接続されている。シンボルバッファ１１０から出力された４つの入力シンボルは、それぞれ対応する辞書式仮復号部１２１に入力される。辞書式仮復号部１２１に入力される入力シンボルと同じ入力シンボルが出力シンボル選択部１２３に入力される。
【0060】
シンボルバッファ１１０に入力された入力シンボルは、デマルチプレクサ１１２を介してデータ保持部１１１に送信され、データ保持部１１１において一時的に格納される。データ保持部１１１において入力シンボルが格納される位置（シンボルバッファ１１０のアドレス）はライトポインタ１１４によって管理される。データ保持部１１１に格納された入力シンボルは、マルチプレクサ１１３を介してシンボル数算出部１２０に出力される。マルチプレクサ１１３がデータ保持部１１１に格納された入力シンボルを読み出す位置はリードポインタ１１５によって管理される。
【0061】
シンボル数算出部１２０に入力された入力シンボルが伝達される信号線は、２つに分岐される。一方の入力シンボルは辞書式仮復号部１２１に入力され、他方の入力シンボルは出力シンボル選択部１２３に入力される。辞書式仮復号部１２１は、辞書式仮復号部１２１に入力された入力シンボルについて、辞書式圧縮部３００によって圧縮される前の入力データ列のデータ量（つまり、入力シンボルが伸張された場合の第１データ量）を再現する。
【0062】
消費シンボル数算出部１２２は、辞書式仮復号部１２１によって再現された第１データ量に基づいて、出力シンボル選択部１２３が出力するシンボル数及びリードポインタ１１５が読み出す位置を計算する。具体的には、消費シンボル数算出部１２２は、辞書式仮復号部１２１から出力される「各シンボルが伸張された場合のデータ量（現サイクルで出力されるデータ量）」と、「サイクル０から現在のサイクルの１つ前のサイクルまでにシンボル数算出部１２０から出力された、シンボルの圧縮前のデータ量（過去に出力したデータ量）」と、を用いて、これらのデータ量の合計から各サイクル（サイクル０から現サイクルまで）における出力データ量の平均値を計算する。さらに、消費シンボル数算出部１２２は、計算した平均値が一定以上（本実施形態では４以上）になるために必要な最小の第１消費シンボル数」を計算する。上記の計算は、各サイクルの入力シンボル毎に順次行われる。以下の説明において、サイクル０の先頭は圧縮対象の入力データ列の先頭のデータである。
【0063】
消費シンボル数算出部１２２は、計算した第１消費シンボル数を出力シンボル選択部１２３に出力する。さらに、消費シンボル数算出部１２２は、当該第１消費シンボル数をリードポインタ１１５に出力する。詳細は後述するが、消費シンボル数算出部１２２は、辞書式仮復号部１２１によって再現された、入力シンボルが伸張された場合のデータ量に基づいて、次のサイクルで処理される入力シンボルの位置を特定する。
【0064】
出力シンボル選択部１２３は、第１消費シンボル数に基づいてシンボル数算出部１２０が出力する入力シンボルを選択する。例えば、ある入力シンボル列について計算された第１消費シンボル数が３の場合、出力シンボル選択部１２３は、マルチプレクサ１１３から出力シンボル選択部１２３へ送信された入力シンボルのうち、先頭の３つの入力シンボルを選択して出力する。
【0065】
上記の第１消費シンボル数はリードポインタ１１５に送信される。リードポインタ１１５は第１消費シンボル数に基づいてインクリメントされる。つまり、リードポインタ１１５は、次のサイクルで出力される入力シンボルのマルチプレクサ１１３上の位置を第１消費シンボル数に基づいて制御する。
【0066】
上記の動作を具体的な例を用いて説明する。図３に示す例では、１サイクルで４つの入力シンボルが符号化用フロー制御部１９０に入力される。図３において、入力シンボル「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」は辞書式圧縮部３００によって圧縮されていないリテラルシンボルである。入力シンボル「Ｍ」は辞書式圧縮部３００によって圧縮されたマッチシンボルである。入力シンボル「Ｍ」の圧縮前の入力データ列のデータ量は８バイトである。以下の説明において、符号化部１００に入力シンボル列「ＡＢＣＤＭＡＡＡＡ」が入力された場合について説明する。
【0067】
図３に示すように、サイクル０（cycle 0）で入力シンボル列「ＡＢＣＤ」がシンボル数算出部１２０に入力される。上記のように、入力シンボル「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」はリテラルシンボルなので、辞書式仮復号部１２１－１、１２１－２、１２１－３、１２１－４は、それぞれ入力シンボル「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」が伸張された場合のデータ量として、それぞれ「１」を消費シンボル数算出部１２２に出力する。
【0068】
消費シンボル数算出部１２２は、上記の現サイクルで出力されるデータ量「４」（入力シンボル「Ａ」～「Ｄ」のデータ量の合計）と、過去に出力したデータ量「０」（サイクル０が最初のサイクルなのでデータ量は０）と、を用いて第１消費シンボル数を計算する。サイクル０では各シンボルのデータ量が「１」なので、サイクル０における出力データ量が４以上になるために必要な最小の第１消費シンボル数は「４」である。したがって、消費シンボル数算出部１２２は出力シンボル選択部１２３に「４」を出力する。その結果、出力シンボル選択部１２３からは入力シンボル列「ＡＢＣＤ」が出力される。
【0069】
消費シンボル数算出部１２２から出力された第１消費シンボル数「４」はリードポインタ１１５にも送信される。リードポインタ１１５は、受信した第１消費シンボル数「４」に基づいて、現在のリードポインタの値に第１消費シンボル数「４」を加算する（「４」インクリメントする）。その結果、次のサイクルでシンボル数算出部１２０に出力されるマルチプレクサ１１３の位置は入力シンボル列「ＡＢＣＤ」の次の入力シンボル列「ＭＡＡＡ」に設定される。
【0070】
上記のサイクル０に続き、サイクル１で入力シンボル列「ＭＡＡＡ」がシンボル数算出部１２０に入力される。上記のように、入力シンボル「Ｍ」はマッチシンボル、「Ａ」はリテラルシンボルなので、辞書式仮復号部１２１－１～４は、それぞれ入力シンボル「Ｍ」、「Ａ」、「Ａ」、「Ａ」が伸張した場合のデータ量として「８」、「１」、「１」、「１」を消費シンボル数算出部１２２に出力する。
【0071】
消費シンボル数算出部１２２は、サイクル１の各シンボルが伸張された場合のデータ量「８」、「１」、「１」、「１」と、過去（サイクル０）に出力したデータ量「４」と、を用いて第１消費シンボル数を計算する。サイクル１では先頭の入力シンボル「Ｍ」のデータ量が「８」なので、現サイクルで出力されるデータ量と過去に出力したデータ量との合計は「１２」であり、各サイクルにおける出力データ量の平均値は「６」である。したがって、サイクル０～１において、出力データ量の平均値が４以上になるために必要な最小の第１消費シンボル数は「１」（サイクル１の先頭の入力シンボル「Ｍ」を消費シンボル数としてカウントした値）である。したがって、消費シンボル数算出部１２２は出力シンボル選択部１２３に「１」を出力する。
【0072】
出力シンボル選択部１２３は、消費シンボル数算出部１２２から第１消費シンボル数「１」を受信すると、入力データ列の先頭の１シンボルを出力する。図３の例では、第１消費シンボル数「１」に基づいて、入力シンボル「Ｍ」のみを出力し、残りの出力へ空のシンボルを出力する。サイクル１において入力シンボル「Ｍ」の下に縦に３つ並んだ点線の四角は空のシンボルを示す。
【0073】
その結果、サイクル１において、出力シンボル選択部１２３からは入力シンボル「Ｍ」と空シンボル列「□□□」（□：空の入力シンボル）とが出力される。
【0074】
サイクル１において、消費シンボル数算出部１２２から出力された第１消費シンボル数「１」はリードポインタ１１５にも送信される。第１消費シンボル数「１」を受信したリードポインタ１１５は、受信した第１消費シンボル数「１」に基づいて「１」インクリメントし、マルチプレクサ１１３が出力する位置を１つ進める。その結果、次のサイクルでシンボル数算出部１２０に出力されるマルチプレクサ１１３の位置は入力シンボル「Ｍ」の次の入力シンボル列「ＡＡＡＡ」に設定される。
【0075】
サイクル１に続き、サイクル２で入力シンボル列「ＡＡＡＡ」がシンボル数算出部１２０に入力される。上記のように、入力シンボル「Ａ」はリテラルシンボルなので、辞書式仮復号部１２１－１～４は、それぞれの入力シンボル「Ａ」が伸張した場合のデータ量として、それぞれ「１」を消費シンボル数算出部１２２に出力する。
【0076】
消費シンボル数算出部１２２は、サイクル２の各シンボルが伸張された場合のデータ量「１」、「１」、「１」、「１」と、過去（サイクル０～１）に出力したデータ量「１２」（サイクル０で出力された４バイト、及びサイクル１で出力された８バイト）と、を用いて第１消費シンボル数を計算する。サイクル２ではデータ量が既に「１２」なので、各サイクルにおける出力データ量の平均値は「４」である。したがって、サイクル０～２において、出力データ量の平均値が４以上になるために必要な最小の第１消費シンボル数は「０」である。したがって、消費シンボル数算出部１２２は出力シンボル選択部１２３に「０」を出力する。
【0077】
その結果、サイクル２において、出力シンボル選択部１２３からは空シンボル「□□□□」が出力される。
【0078】
サイクル２において、消費シンボル数算出部１２２から出力された第１消費シンボル数「０」はリードポインタ１１５にも送信される。リードポインタ１１５はインクリメントせず、マルチプレクサ１１３が出力する位置はサイクル１から変わらない。その結果、次のサイクルでシンボル数算出部１２０に出力されるマルチプレクサ１１３の位置は入力シンボル列「ＡＡＡＡ」のままである。
【0079】
したがって、サイクル１～２において、シンボル数算出部１２０から入力シンボル列「Ｍ□□□□□□□」が出力されている間は、入力シンボル「Ｍ」の後続の入力シンボル列「ＡＡＡＡ」はシンボルバッファ１１０からシンボル数算出部１２０に出力されない。サイクル３で、当該入力シンボル列「ＡＡＡＡ」がシンボルバッファ１１０からシンボル数算出部１２０に出力される。
【0080】
［復号用フロー制御部２９０の構成］
図４は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。図４に示すように、復号用フロー制御部２９０は、シンボルバッファ２１０及びシンボル数算出部２２０を有する。シンボルバッファ２１０は、データ保持部２１１、デマルチプレクサ２１２（DeMUX）、マルチプレクサ２１３（MUX）、ライトポインタ２１４、及びリードポインタ２１５を有する。シンボル数算出部２２０は、辞書式仮復号部２２１（dict. decode）、消費シンボル数算出部２２２（consumption symbol cal.）、及び出力シンボル選択部２２３（output symbol select.）を有する。以下の説明において、辞書式仮復号部２２１を「第２仮復号部」といい、消費シンボル数算出部２２２を「第２シンボル数算出部」という場合がある。
図４は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。図４に示すように、復号用フロー制御部２９０は、シンボルバッファ２１０及びシンボル数算出部２２０を有する。シンボルバッファ２１０は、データ保持部２１１、デマルチプレクサ２１２（DeMUX）、マルチプレクサ２１３（MUX）、ライトポインタ２１４、及びリードポインタ２１５を有する。シンボル数算出部２２０は、辞書式仮復号部２２１（dict. decode）、消費シンボル数算出部２２２（consumption symbol cal.）、及び出力シンボル選択部２２３（output symbol select.）を有する。以下の説明において、辞書式仮復号部２２１を「第２仮復号部」といい、消費シンボル数算出部２２２を「第２シンボル数算出部」という場合がある。
【0081】
シンボルバッファ２１０の構成について説明する。デマルチプレクサ２１２はシンボルバッファ２１０の入力端子に接続されている。デマルチプレクサ２１２の出力端子はデータ保持部２１１の入力端子に接続されている。データ保持部２１１の出力端子はマルチプレクサ２１３の入力端子に接続されている。マルチプレクサ２１３の出力端子はシンボルバッファ２１０の出力端子に接続されている。ライトポインタ２１４はデマルチプレクサ２１２に接続されている。リードポインタ２１５はマルチプレクサ２１３に接続されている。また、リードポインタ２１５は消費シンボル数算出部２２２に接続されている。図４に示すように、本実施形態では１サイクルで４つの符号語が符号化部１００から復号部２００に送信され、復号部２００において４つの符号語及び出力シンボルが処理されるため、符号語又はシンボルが伝送される信号線は４本ずつ設けられている。
【0082】
シンボルバッファ２１０には符号語が入力される。後述する消費シンボル数算出部２２２から出力された第２消費シンボル数によってシンボルバッファ２１０が制御され、当該符号語は復号論理部２４０に出力される。当該符号語は、復号論理部２４０によって出力シンボルに変換される。変換された出力シンボルはシンボル数算出部２２０に入力される。
【0083】
シンボル数算出部２２０の構成について説明する。辞書式仮復号部２２１は、４つの信号線の各々に応じて設けられている。つまり、シンボル数算出部２２０は、個別の４つの辞書式仮復号部２２１を備えている。４つの辞書式仮復号部２２１を特に区別する必要がない場合、単に辞書式仮復号部２２１という。一方、４つの辞書式仮復号部２２１を区別して表現する場合は、それぞれ辞書式仮復号部２２１－１、２２１－２、２２１－３、２２１－４と表現する。
【0084】
辞書式仮復号部２２１－１、２２１－２、２２１－３、２２１－４は、復号論理部２４０－１、２４０－２、２４０－３、２４０－４にそれぞれ接続されている。各辞書式仮復号部２２１の出力端子は消費シンボル数算出部２２２の入力端子に接続されている。消費シンボル数算出部２２２の出力端子は出力シンボル選択部２２３の入力端子及びリードポインタ２１５に接続されている。復号論理部２４０から出力された４つの出力シンボルは、それぞれ対応する辞書式仮復号部２２１に入力される。上記のように辞書式仮復号部２２１に入力される出力シンボルと同じシンボルが出力シンボル選択部２２３に入力される。４つの復号論理部２４０を特に区別する必要がない場合、単に復号論理部２４０という。一方、４つの復号論理部２４０を区別して表現する場合は、それぞれ復号論理部２４０－１、２４０－２、２４０－３、２４０－４と表現する。
【0085】
シンボルバッファ２１０に入力された符号語は、デマルチプレクサ２１２を介してデータ保持部２１１に送信され、データ保持部２１１において一時的に格納される。データ保持部２１１において符号語が格納される位置（シンボルバッファ２１０のアドレス）はライトポインタ２１４によって管理される。データ保持部２１１に格納された符号語は、マルチプレクサ２１３を介して復号論理部２４０に出力される。マルチプレクサ２１３がデータ保持部２１１に格納された符号語を読み出す位置はリードポインタ２１５によって管理される。
【0086】
シンボル数算出部２２０に入力された出力シンボルが伝達される信号線は、２つに分岐される。一方の出力シンボルは辞書式仮復号部２２１に入力され、他方の出力シンボルは出力シンボル選択部２２３に入力される。辞書式仮復号部２２１（第２仮復号部）は、図３の辞書式仮復号部１２１（第１仮復号部）と同じ方法で、辞書式伸張部４００によって伸張された後の出力データ列のデータ量（つまり、出力シンボルが伸張された場合の第２データ量）を再現する。
【0087】
消費シンボル数算出部２２２は、辞書式仮復号部２２１によって再現された第２データ量に基づいて、出力シンボル選択部２２３が出力するシンボル数及びをリードポインタ２１５が読み出す位置を計算する。具体的には、消費シンボル数算出部２２２は、消費シンボル数算出部１２２と同様に、辞書式仮復号部２２１から出力される「現サイクルで出力されるデータ量」と「過去に出力したデータ量」とを用いて、これらのデータ量の合計から各サイクル（サイクル０から現サイクルまで）における出力データ量の平均値を計算する。さらに、消費シンボル数算出部２２２は、計算した平均値が一定以上（本実施形態では４以上）になるために必要な最小の第２消費シンボル数」を計算する。上記の計算は、各サイクルの出力シンボル毎に順次行われる。以下の説明において、サイクル０の先頭は伸張対象の出力シンボル（又は、当該出力シンボルに対応する符号語）の先頭のデータである。
【0088】
消費シンボル数算出部２２２は、計算した第２消費シンボル数を出力シンボル選択部２２３に出力する。さらに、消費シンボル数算出部２２２は、当該第２消費シンボル数をリードポインタ２１５に出力する。詳細は後述するが、消費シンボル数算出部２２２は、辞書式仮復号部２２１によって再現された、出力シンボルが伸張された場合のデータ量に基づいて、次のサイクルで処理される出力シンボルの位置を特定する。
【0089】
出力シンボル選択部２２３は、上記の第２消費シンボル数に基づいて復号論理部２４０から出力される出力シンボルを選択する。例えば、ある出力シンボルについて計算された第２消費シンボル数が３の場合、出力シンボル選択部２２３は、復号論理部２４０から出力シンボル選択部２２３へ送信される出力シンボルのうち、先頭の３つの出力シンボルを選択して出力する。
【0090】
上記の第２消費シンボル数はリードポインタ２１５に送信される。リードポインタ２１５は第２消費シンボル数に基づいてインクリメントされる。つまり、リードポインタ２１５は、次のサイクルで出力される出力シンボルのマルチプレクサ２１３上の位置を第２消費シンボル数に基づいて制御する。
【0091】
上記の動作を具体的な例を用いて説明する。図４に示すように、サイクル０’で入力シンボル列「ＡＢＣＤ」が変換された符号語がシンボルバッファ２１０に入力される。符号表更新部２３０の復号用符号表は、符号表更新部１３０の符号化用符号表を再現している。したがって、復号論理部２４０において上記の符号語が出力シンボルに変換されるときに参照された復号用符号表は、符号化論理部１４０において入力シンボル「ＡＢＣＤ」が符号語に変換されたときに参照された符号化用符号表と同じである。その結果、復号論理部２４０は、サイクル０’で上記の符号語を出力シンボル列「ＡＢＣＤ」に変換する。
【0092】
出力シンボル「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」はリテラルシンボルなので、辞書式仮復号部２２１－１、２２１－２、２２１－３、２２１－４は、それぞれ出力シンボル「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」が伸張された場合のデータ量として、それぞれ「１」を消費シンボル数算出部２２２に出力する。
【0093】
消費シンボル数算出部２２２は、上記の現サイクルで出力されるデータ量「４」（出力シンボル「Ａ」～「Ｄ」のデータ量の合計）と、過去に出力したデータ量「０」（サイクル０’が最初のサイクルなのでデータ量は０）と、を用いて第２消費シンボル数を計算する。サイクル０’では各シンボルのデータ量が「１」なので、サイクル０’において、出力データ量が４以上になるために必要な最小の第２消費シンボル数は「４」である。したがって、消費シンボル数算出部２２２は出力シンボル選択部２２３に「４」を出力する。その結果、出力シンボル選択部２２３からは出力シンボル列「ＡＢＣＤ」が出力される。
【0094】
消費シンボル数算出部２２２から出力された第２消費シンボル数「４」はリードポインタ２１５にも送信される。リードポインタ２１５は、受信した第２消費シンボル数「４」に基づいて、現在のリードポインタの値に第２消費シンボル数「４」を加算する（「４」インクリメントする）。その結果、次のサイクルでシンボル数算出部２２０に出力されるマルチプレクサ２１３の位置は出力シンボル列「ＡＢＣＤ」の次の出力シンボル列「ＭＡＡＡ」に設定される。
【0095】
なお、図２に示すように、シンボル数算出部２２０から出力された出力シンボル「ＡＢＣＤ」は符号表更新部２３０に入力される。符号表更新部２３０は、入力された出力シンボルに基づいて出現頻度を更新し、当該出現頻度に基づいて出力シンボルを並び替える。
【0096】
上記のサイクル０’に続き、サイクル１’で入力シンボル列「ＭＡＡＡ」が変換された符号語がシンボルバッファ２１０から出力されると、復号論理部２４０－１～４において当該符号語は出力シンボル「Ｍ」、「Ａ」、「Ａ」、「Ａ」に変換される。出力シンボル「Ｍ」はマッチシンボル、「Ａ」はリテラルシンボルなので、辞書式仮復号部２２１－１は、それぞれ出力シンボル「Ｍ」、「Ａ」、「Ａ」、「Ａ」が伸張した場合のデータ量として「８」、「１」、「１」、「１」を消費シンボル数算出部２２２に出力する。
【0097】
消費シンボル数算出部２２２は、サイクル１’の各シンボルが伸張された場合のデータ量「８」、「１」、「１」、「１」と、過去（サイクル０’）に出力したデータ量「４」と、を用いて第２消費シンボル数を計算する。サイクル１’では先頭の出力シンボル「Ｍ」のデータ量が「８」なので、現サイクルで出力されるデータ量と過去に出力したデータ量との合計は「１２」であり、各サイクルにおける出力データ量の平均値は「６」である。したがって、サイクル０’～１’において、出力データ量の平均値が４以上になるために必要な最小の第２消費シンボル数は「１」（サイクル１’の先頭の出力シンボル「Ｍ」を消費シンボル数としてカウントした値）である。したがって、消費シンボル数算出部２２２は出力シンボル選択部２２３に「１」を出力する。
【0098】
出力シンボル選択部２２３は、消費シンボル数算出部２２２から第２消費シンボル数「１」を受信すると、出力シンボル列の先頭の１シンボルを出力する。図４の例では、第２消費シンボル数「１」に基づいて、出力シンボル「Ｍ」のみを出力し、残りの出力へ空のシンボルを出力する。サイクル１において出力シンボル「Ｍ」の下に縦に３つ並んだ点線の四角、及びサイクル２において縦に４つ並んだ点線の四角は、それぞれ空のシンボルを示す。
【0099】
その結果、サイクル１’において、出力シンボル選択部２２３からは出力シンボル「Ｍ」と空シンボル列「□□□」（□：空の入力シンボル）とが出力される。
【0100】
サイクル１’において、消費シンボル数算出部２２２から出力された第２消費シンボル数「１」はリードポインタ２１５にも送信される。第２消費シンボル数「１」を受信したリードポインタ２１５は、受信した第１消費シンボル数「１」に基づいて「１」インクリメントし、マルチプレクサ２１３が出力する位置を１つ進める。その結果、次のサイクルでシンボル数算出部２２０に出力されるマルチプレクサ２１３の位置は入力シンボル「Ｍ」の次の出力シンボル列「ＡＡＡＡ」に設定される。
【0101】
サイクル１’に続き、サイクル２’で出力シンボル列「ＡＡＡＡ」がシンボル数算出部２２０に入力される。上記のように、出力シンボル「Ａ」はリテラルシンボルなので、辞書式仮復号部２２１－１～４は、それぞれの出力シンボル「Ａ」が伸張した場合のデータ量として、それぞれ「１」を消費シンボル数算出部２２２に出力する。
【0102】
消費シンボル数算出部２２２は、サイクル２’の各シンボルが伸張された場合のデータ量「１」、「１」、「１」、「１」と、過去（サイクル０’～１’）に出力したデータ量「１２」（サイクル０’で出力された４バイト、及びサイクル１’で出力された８バイト）と、を用いて第２消費シンボル数を計算する。サイクル２’ではデータ量が既に「１２」なので、各サイクルにおける出力データ量の平均値は「４」である。したがって、サイクル０’～２’において、出力データ量の平均値が４以上になるために必要な最小の第２消費シンボル数は「０」である。したがって、消費シンボル数算出部２２２は出力シンボル選択部２２３に「０」を出力する。
【0103】
その結果、サイクル２’において、出力シンボル選択部２２３からは空シンボル「□□□□」が出力される。
【0104】
サイクル２’において、消費シンボル数算出部２２２から出力された第２消費シンボル数「０」はリードポインタ２１５にも送信される。リードポインタ２１５はインクリメントせず、マルチプレクサ２１３が出力する位置はサイクル１’から変わらない。その結果、次のサイクルでシンボル数算出部２２０に出力されるマルチプレクサ２１３の位置は出力シンボル列「ＡＡＡＡ」のままである。
【0105】
したがって、サイクル１’～２’において、シンボル数算出部２２０から出力シンボル列「Ｍ□□□□□□□」が出力されている間は、出力シンボル「Ｍ」の後続の出力シンボル列「ＡＡＡＡ」はシンボルバッファ２１０からシンボル数算出部２２０に出力されない。サイクル３’で、当該出力シンボル列「ＡＡＡＡ」がシンボルバッファ２１０からシンボル数算出部２２０に出力される。
【0106】
上記の構成によって、サイクル０～３の各々のサイクルにおいて符号化用フロー制御部１９０から出力される入力シンボルと、サイクル０’～３’の各々のサイクルにおいて復号用フロー制御部２９０から出力される出力シンボルとを一致させることができる。図３において符号化用フロー制御部１９０から出力された入力シンボルは符号表更新部１３０に入力される。図２及び図４において復号用フロー制御部２９０から出力された出力シンボルは符号表更新部２３０に入力される。したがって、符号表更新部１３０における符号化用符号表の更新内容と、符号表更新部２３０の復号用符号表の更新内容とを一致させることができる。
【0107】
本実施形態のように、１サイクルで複数のシンボルが処理され、当該シンボルが圧縮されている場合、各サイクルにおける入力シンボルと出力シンボルとが一致しなくなってしまうケースがある。例えば、以下に符号化用フロー制御部１９０及び復号用フロー制御部２９０が存在しない場合の問題点を説明する。この場合、まず、符号化部において、サイクル０で入力シンボル「ＡＢＣＤ」が出力され、サイクル１で入力シンボル「Ｍ」が出力され、サイクル２で入力シンボル「ＡＡＡＡ」が出力される。しかし、入力データ「Ｍ」がマッチシンボルであるという情報が復号部に伝達されない。
【0108】
したがって、復号部において、サイクル０で出力シンボル「ＡＢＣＤ」が出力され、サイクル１で入力シンボル「ＭＡＡＡ」が出力され、サイクル２で入力シンボル「Ａ」が出力されてしまう。このような現象が発生すると、符号化部の符号化用符号表の更新内容と、復号部の復号用符号表の更新内容とが一致しなくなる。その結果、復号用符号表において符号化用符号表の状態を正しく再現することができなくなってしまう。
【0109】
しかし、本実施形態に係る符号化部１００及び復号部２００によると、上記のようなケースであっても復号用符号表において符号化用符号表の状態を正しく再現することができる。つまり、圧縮・伸張回路１６において、復号化されたデータを正しく復号することを確保しつつ、１サイクルで複数のシンボルを処理することができる。その結果、圧縮・伸張回路１６における符号化及び復号のスループットを向上させることができる。
【0110】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態に係るメモリシステムの圧縮・伸張回路１６Ａについて説明する。圧縮・伸張回路１６Ａは、第１実施形態に係る圧縮・伸張回路１６と類似しているが、圧縮・伸張回路１６Ａの符号化用フロー制御部１９０Ａ及び復号用フロー制御部２９０Ａの構成が圧縮・伸張回路１６の符号化用フロー制御部１９０及び復号用フロー制御部２９０の構成と相違する。以下の符号化用フロー制御部１９０Ａ及び復号用フロー制御部２９０Ａの説明において、圧縮・伸張回路１６の符号化用フロー制御部１９０及び復号用フロー制御部２９０と同様の構成については説明を省略し、主にこれらとの相違点について説明する。
以下、第２実施形態に係るメモリシステムの圧縮・伸張回路１６Ａについて説明する。圧縮・伸張回路１６Ａは、第１実施形態に係る圧縮・伸張回路１６と類似しているが、圧縮・伸張回路１６Ａの符号化用フロー制御部１９０Ａ及び復号用フロー制御部２９０Ａの構成が圧縮・伸張回路１６の符号化用フロー制御部１９０及び復号用フロー制御部２９０の構成と相違する。以下の符号化用フロー制御部１９０Ａ及び復号用フロー制御部２９０Ａの説明において、圧縮・伸張回路１６の符号化用フロー制御部１９０及び復号用フロー制御部２９０と同様の構成については説明を省略し、主にこれらとの相違点について説明する。
【0111】
［圧縮・伸張回路１６Ａの構成］
図５は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図５に示す圧縮・伸張回路１６Ａの構成は、図２に示す圧縮・伸張回路１６の構成と類似している。ただし、図５に示す復号部２００Ａの構成が図２の復号部２００の構成と相違する。
図５は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図５に示す圧縮・伸張回路１６Ａの構成は、図２に示す圧縮・伸張回路１６の構成と類似している。ただし、図５に示す復号部２００Ａの構成が図２の復号部２００の構成と相違する。
【0112】
図５に示すように、復号部２００Ａでは、図２の復号部２００のシンボル数算出部２２０の代わりに、符号語数算出部２６０Ａが設けられている。符号語数算出部２６０Ａはアンパック部２５０Ａと復号論理部２４０Ａとの間に設けられている。図２に示すシンボル数算出部２２０は復号論理部２４０よりも後段に設けられているため、シンボル数算出部２２０には復号論理部２４０で変換された出力シンボルが入力されていた。一方、図５に示す符号語数算出部２６０Ａは復号論理部２４０Ａの前段に設けられているため、符号語数算出部２６０Ａには復号論理部２４０Ａで変換される前の符号語が入力される。
【0113】
図２に示すシンボル数算出部２２０は、出力シンボルに基づいて出力シンボルが伸張された場合の第２データ量を再現し、当該第２データ量を用いて第２消費シンボル数を計算していた。しかし、図５に示す符号語数算出部２６０Ａは、符号語数算出部２６０Ａに入力された符号語に基づいて、上記の第２消費シンボル数に対応する符号語数を見積もる。このようにして見積もられた符号語数を「消費符号語数」という。なお、シンボルバッファ２１０Ａ及び符号語数算出部２６０Ａを復号用フロー制御部２９０Ａという場合がある。
【0114】
［符号化用フロー制御部１９０Ａの構成］
図６は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。図６に示す符号化用フロー制御部１９０Ａの構成は、図３に示す符号化用フロー制御部１９０の構成と類似している。ただし、図６に示す符号化用フロー制御部１９０Ａに含まれるシンボル数算出部１２０Ａの構成が図３に示す符号化用フロー制御部１９０に含まれるシンボル数算出部１２０の構成と相違する。図６に示すシンボルバッファ１１０Ａの構成は図３に示すシンボルバッファ１１０の構成と同じなので、説明を省略する。
図６は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。図６に示す符号化用フロー制御部１９０Ａの構成は、図３に示す符号化用フロー制御部１９０の構成と類似している。ただし、図６に示す符号化用フロー制御部１９０Ａに含まれるシンボル数算出部１２０Ａの構成が図３に示す符号化用フロー制御部１９０に含まれるシンボル数算出部１２０の構成と相違する。図６に示すシンボルバッファ１１０Ａの構成は図３に示すシンボルバッファ１１０の構成と同じなので、説明を省略する。
【0115】
図６に示すように、シンボル数算出部１２０Ａは、近似計算部１２４Ａ（approx. cal.）、消費シンボル数算出部１２２Ａ、及び出力シンボル選択部１２３Ａを有する。図６と図３とを対比すると、図６のシンボル数算出部１２０Ａは、図３の辞書式仮復号部１２１が近似計算部１２４Ａに置き換えられた構成を有している。その他の構成については、図３の構成と同じである。以下の説明において、近似計算部１２４Ａを「第１近似計算部」といい、消費シンボル数算出部１２２Ａを「シンボル数算出部」という場合がある。以下の説明において、４つの近似計算部１２４Ａを特に区別する必要がない場合、単に近似計算部１２４Ａという。一方、４つの近似計算部１２４Ａを区別して表現する場合は、それぞれ近似計算部１２４Ａ－１、１２４Ａ－２、１２４Ａ－３、１２４Ａ－４と表現する。
【0116】
近似計算部１２４Ａは、入力シンボルのタイプ（第１タイプ）に基づいて、近似計算部１２４Ａに入力された入力シンボルについて、辞書式圧縮部３００Ａによって圧縮される前の入力データ列のデータ量（第１データ量）を見積もる。本実施形態における第１データ量は、上記入力データ列のデータ量を正確に再現したデータ量ではないが、当該入力データ列のデータ量を反映するデータ量である。
【0117】
当該入力シンボルの形式によって入力シンボルがリテラルシンボルなのかマッチシンボルなのかを判別することができる。例えば、入力シンボルは、当該入力シンボルが過去に入力された入力シンボルの「参照位置」及び「マッチ長」の情報を有しているか否かを区別するフラグを有している。当該フラグに基づいて、当該入力シンボルがリテラルシンボルなのかマッチシンボルなのかを判別することができる。つまり、入力シンボルのタイプ（第１タイプ）に基づいて、入力シンボルが圧縮されているか否かを判定することができる。換言すると、第１タイプは、符号化部１００Ａに入力された入力シンボルが圧縮されているか否かを示す情報を含む。
【0118】
なお、参照位置は、過去に入力されたシンボルがバッファ（ヒストリーバッファ）に格納された位置（アドレス）を示す。マッチ長は、辞書式圧縮部３００Ａに入力されたシンボル（第１シンボル）がヒストリーバッファに格納されたシンボル（第２シンボル）と一致するデータ量を示す値である。辞書式圧縮部３００Ａが圧縮処理を実行するか否かを判断するための指標を最小マッチ長という。辞書式圧縮部３００Ａは、辞書式圧縮部３００Ａに入力されたシンボル列（第１シンボル列）と、過去に入力されてヒストリーバッファに格納されたシンボル列（第２シンボル列）とを比較し、第１シンボル列と一致する第２シンボル列の有無を評価する。そして、第１シンボル列と第２シンボル列とが最小マッチ長以上一致する場合に、辞書式圧縮部３００Ａは第１シンボルを圧縮する。
【0119】
なお、入力シンボルのタイプを判別する方法として、入力シンボルの先頭から数ビットの値によってシンボルのタイプを判別することができる。例えば、リテラルシンボルの場合は先頭から８ビットの値が０～２５５に設定され、マッチシンボルの場合は当該先頭から８ビットの値が２５６以上に設定されてもよい。この場合、９ビット目以降に「参照位置」及び「マッチ長」の情報が格納される。
【0120】
近似計算部１２４Ａは、入力シンボルのタイプに基づいて、入力シンボルが圧縮されていないリテラルシンボルである場合、入力シンボルのデータ量を１バイトと見積もり、入力シンボルが圧縮されたマッチシンボルである場合、入力シンボルのデータ量を４バイトと見積もる。
【0121】
上記のように、近似計算部１２４Ａ（第１近似計算部）は、入力シンボルが圧縮されていると判定した場合の当該入力シンボルのデータ量（マッチシンボルの第１データ量）を、入力シンボルが圧縮されていないと判定した場合の当該入力シンボルのデータ量（リテラルシンボルの第１データ量）よりも大きい第１の値（例えば、上記の４バイト）に設定する。そして、消費シンボル数算出部１２２Ａは、当該第１の値に基づいてリードポインタ１１５Ａを制御することで、次のサイクルで処理される入力シンボルの位置を特定することができる。なお、本実施形態では、マッチシンボルの第１データ量がリテラルシンボルの第１データ量より大きい構成を例示したが、この構成に限定されない。近似計算部１２４Ａ（第１近似計算部）によって得られる第１の値は、後述する近似計算部２６１Ａ（第２近似計算部）によって得られる第２の値と同じであればよい。つまり、マッチシンボルの第１データ量がリテラルシンボルの第１データ量より小さくてもよく、マッチシンボルの第１データ量とリテラルシンボルの第１データ量とが同じ値であってもよい。なお、上記のマッチシンボルの第１データ量を最小マッチ長と同じ値にすることができる。つまり、本実施形態の場合、最小マッチ長もマッチシンボルの第１データ量と同じ４バイトである。
【0122】
図６に示すように、サイクル０で入力シンボル列「ＡＢＣＤ」が入力される。上記のように、入力シンボル「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」はリテラルシンボルなので、近似計算部１２４Ａ－１、１２４Ａ－２、１２４Ａ－３、及び１２４Ａ－４は、それぞれの入力シンボル「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」を１バイトと見積もる。これらの近似計算部１２４Ａは、「Ａ」～「Ｄ」が伸張された場合のデータ量として、それぞれ「１」を消費シンボル数算出部１２２Ａに出力する。
【0123】
消費シンボル数算出部１２２Ａは、第１実施形態の消費シンボル数算出部１２２と同様に、第１消費シンボル数として「４」を算出し、出力シンボル選択部１２３Ａ及びリードポインタ１１５Ａに第１消費シンボル数「４」を出力する。その結果、出力シンボル選択部１２３Ａからは入力シンボル列「ＡＢＣＤ」が出力され、リードポインタ１１５Ａは「４」インクリメントし、マルチプレクサ１１３Ａの位置が入力シンボル列「ＡＢＣＤ」の次の入力シンボル列「ＭＡＡＡ」に設定される。
【0124】
上記のサイクル０に続き、サイクル１で入力シンボル列「ＭＡＡＡ」がシンボル数算出部１２０Ａに入力される。上記のように、入力シンボル「Ｍ」はマッチシンボル、「Ａ」はリテラルシンボルなので、近似計算部１２４Ａ－１～４は、それぞれ入力シンボル「Ｍ」、「Ａ」、「Ａ」、「Ａ」が伸張した場合のデータ量として「４」、「１」、「１」、「１」を消費シンボル数算出部１２２Ａに出力する。
【0125】
消費シンボル数算出部１２２Ａは、サイクル１の各シンボルが伸張された場合のデータ量「４」、「１」、「１」、「１」と、過去（サイクル０）に出力したデータ量「４」と、を用いて第１消費シンボル数を計算する。サイクル１では先頭の入力シンボル「Ｍ」のデータ量が「４」なので、現サイクルで出力されるデータ量と過去に出力したデータ量との合計は「８」であり、各サイクルにおける出力データ量の平均値は「４」である。したがって、サイクル０～１において、出力データ量の平均値が４以上になるために必要な最小の第１消費シンボル数は「１」（サイクル１の先頭の入力シンボル「Ｍ」を消費シンボル数としてカウントした値）である。したがって、消費シンボル数算出部１２２Ａは出力シンボル選択部１２３Ａに「１」を出力する。
【0126】
出力シンボル選択部１２３Ａは、消費シンボル数算出部１２２Ａから第１消費シンボル数「１」を受信すると、入力データ列の先頭の１シンボルを出力する。図６の例では、第１消費シンボル数「１」に基づいて、入力シンボル「Ｍ」のみを出力し、残りの出力へ空のシンボルを出力する。その結果、出力シンボル選択部１２３Ａからは、入力シンボル列「Ｍ□□□」（□：空の入力シンボル）が出力される。
【0127】
サイクル１において、消費シンボル数算出部１２２Ａから出力された第１消費シンボル数「１」はリードポインタ１１５Ａにも送信される。第１消費シンボル数「１」を受信したリードポインタ１１５Ａは、受信した第１消費シンボル数「１」に基づいて「１」インクリメントし、マルチプレクサ１１３Ａが出力する位置を１つ進める。その結果、次のサイクルでシンボル数算出部１２０Ａに出力されるマルチプレクサ１１３Ａの位置は入力シンボル「Ｍ」の次の入力シンボル列「ＡＡＡＡ」に設定される。
【0128】
サイクル１に続き、サイクル２で入力シンボル列「ＡＡＡＡ」がシンボル数算出部１２０Ａに入力される。上記のように、入力シンボル「Ａ」はリテラルシンボルなので、近似計算部１２４Ａ－１～４は、それぞれの入力シンボル「Ａ」が伸張した場合のデータ量として、それぞれ「１」を消費シンボル数算出部１２２Ａに出力する。
【0129】
消費シンボル数算出部１２２Ａは、サイクル２の各シンボルが伸張された場合のデータ量「１」、「１」、「１」、「１」と、過去（サイクル０～１）に出力したデータ量「８」（サイクル０で出力された４バイト、及びサイクル１で出力された４バイト）と、を用いて第１消費シンボル数を計算する。サイクル２では各シンボルのデータ量が「１」なので、サイクル０～２において、出力データ量の平均値が４以上になるために必要な最小の第１消費シンボル数は「４」である。したがって、消費シンボル数算出部１２２Ａは出力シンボル選択部１２３Ａに「４」を出力する。その結果、出力シンボル選択部１２３Ａからは入力シンボル列「ＡＡＡＡ」が出力される。
【0130】
したがって、サイクル１において入力シンボル「Ｍ□□□」が出力されている間は、入力シンボル「Ｍ」の後続の入力シンボル「ＡＡＡＡ」はシンボルバッファ１１０Ａからシンボル数算出部１２０Ａに出力されず、サイクル２で、当該入力シンボル「ＡＡＡＡ」がシンボルバッファ１１０Ａからシンボル数算出部１２０Ａに出力される。
【0131】
［復号用フロー制御部２９０Ａの構成］
図７は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。図７に示す復号用フロー制御部２９０Ａの構成は、図４に示す復号用フロー制御部２９０の構成と類似している。ただし、図７に示す復号用フロー制御部２９０Ａは、図４の復号用フロー制御部２９０のシンボル数算出部２２０の代わりに、符号語数算出部２６０Ａが設けられている点において相違する。
図７は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号化用フロー制御部の構成を示すブロック図である。図７に示す復号用フロー制御部２９０Ａの構成は、図４に示す復号用フロー制御部２９０の構成と類似している。ただし、図７に示す復号用フロー制御部２９０Ａは、図４の復号用フロー制御部２９０のシンボル数算出部２２０の代わりに、符号語数算出部２６０Ａが設けられている点において相違する。
【0132】
さらに、図４に示す復号用フロー制御部２９０では、シンボルバッファ２１０とシンボル数算出部２２０との間に復号論理部２４０が設けられ、シンボル数算出部２２０に出力シンボルが入力されているのに対して、図７に示す復号用フロー制御部２９０Ａでは、シンボルバッファ２１０Ａから出力された符号語がそのまま符号語数算出部２６０Ａに入力されている。図７に示すシンボルバッファ２１０Ａの構成は図４に示すシンボルバッファ２１０の構成と同じなので、説明を省略する。
【0133】
図７に示すように、符号語数算出部２６０Ａは、近似計算部２６１Ａ（approx. cal.）、消費符号語数算出部２６２Ａ（consumption code cal.）、及び出力符号語選択部２６３Ａ（output code select.）を有する。図７と図４とを対比すると、図７の符号語数算出部２６０Ａは、図４の辞書式仮復号部２２１、消費シンボル数算出部２２２、及び出力シンボル選択部２２３が、それぞれ近似計算部２６１Ａ、消費符号語数算出部２６２Ａ、及び出力符号語選択部２６３Ａに置き換えられた構成を有している。また、符号語数算出部２６０Ａには、シンボルバッファ２１０Ａから出力された符号語が入力される。
【0134】
以下の説明において、近似計算部２６１Ａを「第２近似計算部」といい、消費符号語数算出部２６２Ａを「符号語数算出部」という場合がある。以下の説明において、４つの近似計算部２６１Ａを特に区別する必要がない場合、単に近似計算部２６１Ａという。一方、４つの近似計算部２６１Ａを区別して表現する場合は、それぞれ近似計算部２６１Ａ－１、２６１Ａ－２、２６１Ａ－３、２６１Ａ－４と表現する。
【0135】
近似計算部２６１Ａは、符号語のタイプ（第２タイプ）に基づいて、近似計算部２６１Ａに入力された符号語について、出力シンボルに変換され、辞書式伸張部４００Ａによって伸張された後の出力データ列のデータ量（第２データ量）を見積もる。本実施形態における第２データ量は、上記出力データ列のデータ量を正確に再現したデータ量ではないが、当該出力データ列のデータ量を反映するデータ量である。
【0136】
符号語の形式によって当該符号語がリテラルシンボルから変換された符号語（以下、「リテラル符号語」という）なのか、マッチシンボルから変換された符号語（以下、「マッチ符号語」という）なのかを判別することができる。例えば、符号語が特定のパターンを含むか否かによって、近似計算部１２４Ａに入力された符号語がリテラル符号語なのかマッチ符号語なのかを判別することができる。つまり、符号語のタイプ（第２タイプ）に基づいて、符号語が変換された出力シンボルが圧縮されているか否かを判定することができる。換言すると、第２タイプは、復号部２００Ａに入力された符号語が復号された出力シンボルが圧縮されているか否かを示す情報を含む。
【0137】
近似計算部２６１Ａは、符号語がリテラル符号語である場合、当該符号語のデータ量を１バイトと見積もり、符号語がマッチ符号語である場合、当該符号語のデータ量を４バイトと見積もる。
【0138】
上記のように、近似計算部２６１Ａ（第２近似計算部）は、符号語が変換された出力シンボルが圧縮されていると判定した場合の当該出力シンボルのデータ量（マッチ符号語が変換された出力シンボルの第２データ量）を、当該出力シンボルが圧縮されていないと判定した場合の当該出力シンボルのデータ量（リテラル符号語が変換された出力シンボルの第２データ量）よりも大きい第２の値（例えば、上記の４バイト）に設定する。そして、消費符号語数算出部２６２Ａは、当該第２の値に基づいてリードポインタ２１５Ａを制御することで、次のサイクルで処理される符号語の位置を特定することができる。なお、本実施形態では、マッチ符号語の第２データ量がリテラル符号語の第２データ量より大きい構成を例示したが、この構成に限定されない。近似計算部２６１Ａ（第２近似計算部）によって得られる第２の値は、上記の近似計算部１２４Ａ（第１近似計算部）によって得られる第１の値と同じであればよい。つまり、マッチ符号語の第２データ量がリテラル符号語の第２データ量より小さくてもよく、マッチ符号語の第２データ量とリテラル符号語の第２データ量とが同じ値であってもよい。
【0139】
上記のように、本実施形態では、近似計算部１２４Ａ（第１近似計算部）によって入力シンボルのタイプ（第１タイプ）に基づいて得られる第１の値は、近似計算部２６１Ａ（第２近似計算部）によって符号語のタイプ（第２タイプ）に基づいて得られる第２の値と同じである。
【0140】
図７において、符号語「Ａ’」、「Ｂ’」、「Ｃ’」、「Ｄ’」、「Ｍ’」は、それぞれ入力シンボル「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｍ」が符号化されたものである。図７に示すように、サイクル０’で符号語列「Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’」が符号語数算出部２６０Ａに入力される。上記のように、符号語「Ａ’」、「Ｂ’」、「Ｃ’」、「Ｄ’」はリテラル符号語なので、近似計算部２６１Ａ－１、２６１Ａ－２、２６１Ａ－３、２６１Ａ－４は、それぞれの符号語「Ａ’」、「Ｂ’」、「Ｃ’」、「Ｄ’」を１バイトと見積もる。これらの近似計算部２６１Ａは、「Ａ’」～「Ｄ’」が伸張された場合のデータ量として、それぞれ「１」を消費符号語数算出部２６２Ａに出力する。
【0141】
消費符号語数算出部２６２Ａは、第１実施形態の消費シンボル数算出部２２２と同様の方法で、消費符号語数として「４」を算出し、出力符号語選択部２６３Ａ及びリードポインタ２１５Ａに消費符号語数「４」を出力する。その結果、出力符号語選択部２６３Ａからは符号語列「Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’」が出力され、リードポインタ２１５Ａは「４」インクリメントし、マルチプレクサ２１３Ａの位置が符号語列「Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’」の次の符号語列「Ｍ’Ａ’Ａ’Ａ’」に設定される。
【0142】
上記のサイクル０’に続き、サイクル１’で符号語列「Ｍ’Ａ’Ａ’Ａ’」が符号語数算出部２６０Ａに入力される。上記のように、符号語「Ｍ’」はマッチ符号語、「Ａ’」はリテラル符号語なので、近似計算部２６１Ａ－１～４は、それぞれ符号語「Ｍ’」、「Ａ’」、「Ａ’」、「Ａ’」が伸張した場合のデータ量として「４」、「１」、「１」、「１」を消費符号語数算出部２６２Ａに出力する。
【0143】
消費符号語数算出部２６２Ａは、サイクル１’の各シンボルが伸張された場合のデータ量「４」、「１」、「１」、「１」と、過去（サイクル０’）に出力したデータ量「４」と、を用いて消費符号語数を計算する。サイクル１’では先頭の符号語「Ｍ’」のデータ量が「４」なので、現サイクルで出力されるデータ量と過去に出力したデータ量との合計は「８」であり、各サイクルにおける出力データ量の平均値は「４」である。したがって、サイクル０’～１’において、出力データ量の平均値が４以上になるために必要な最小の消費符号語数は「１」（サイクル１の先頭の符号語「Ｍ’」を消費符号語数としてカウントした値）である。したがって、消費符号語数算出部２６２Ａは出力符号語選択部２６３Ａに「１」を出力する。
【0144】
出力符号語選択部２６３Ａは、消費符号語数算出部２６２Ａから消費符号語数「１」を受信すると、符号語列の先頭の１つの符号語を出力する。図７の例では、消費符号語数「１」に基づいて、符号語「Ｍ’」のみを出力し、残りの出力へ空の符号語を出力する。その結果、出力符号語選択部２６３Ａからは、出力符号語列「Ｍ’□□□」（□：空の符号語）が出力される。
【0145】
サイクル１’において、消費符号語数算出部２６２Ａから出力された消費符号語数「１」はリードポインタ２１５Ａにも送信される。消費符号語数「１」を受信したリードポインタ２１５Ａは、受信した消費符号語数「１」に基づいて「１」インクリメントし、マルチプレクサ２１３Ａが出力する位置を１つ進める。その結果、次のサイクルで符号語数算出部２６０Ａに出力されるマルチプレクサ２１３Ａの位置は入力シンボル「Ｍ’」の次の符号語列「Ａ’Ａ’Ａ’Ａ’」に設定される。
【0146】
サイクル１’に続き、サイクル２’で符号語列「Ａ’Ａ’Ａ’Ａ’」が符号語数算出部２６０Ａに入力される。上記のように、符号語「Ａ’」はリテラル符号語なので、近似計算部２６１Ａ－１～４は、それぞれの符号語「Ａ’」が伸張した場合のデータ量として、それぞれ「１」を消費符号語数算出部２６２Ａに出力する。
【0147】
消費符号語数算出部２６２Ａは、サイクル２’の各符号語が伸張された場合のデータ量「１」、「１」、「１」、「１」と、過去（サイクル０’～１’）に出力したデータ量「８」（サイクル０’で出力された４バイト、及びサイクル１’で出力された４バイト）と、を用いて消費符号語数を計算する。サイクル２’では各符号語のデータ量が「１」なので、サイクル０’～２’において、出力データ量の平均値が４以上になるために必要な最小の消費符号語数は「４」である。したがって、消費符号語数算出部２６２Ａは出力符号語選択部２６３Ａに「４」を出力する。その結果、出力符号語選択部２６３Ａからは符号語列「Ａ’Ａ’Ａ’Ａ’」が出力される。
【0148】
したがって、サイクル１’において符号語「Ｍ’□□□」が出力されている間は、出力符号語「Ｍ’」の後続の符号語列「Ａ’Ａ’Ａ’Ａ’」はシンボルバッファ２１０Ａから符号語数算出部２６０Ａに出力されず、サイクル２’で、当該符号語列「Ａ’Ａ’Ａ’Ａ’」がシンボルバッファ２１０Ａから符号語数算出部２６０Ａに出力される。
【0149】
上記の構成によって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の復号部２００Ａは、シンボルバッファ２１０Ａと符号語数算出部２６０Ａとの間に復号論理部２４０Ａが存在していないため、第１実施形態の復号部２００に比べてフィードバックループ（消費符号語数算出部２６２Ａからリードポインタ２１５Ａへのフィードバックによって発生するループ）を短くすることができる。
【0150】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態に係る圧縮・伸張回路１６Ｂについて説明する。圧縮・伸張回路１６Ｂは第２実施形態に係る圧縮・伸張回路１６Ａと類似しているが、圧縮・伸張回路１６Ｂの復号部２００Ｂの構成が圧縮・伸張回路１６Ａの復号部２００Ａの構成と相違する。以下の復号部２００Ｂの説明において、圧縮・伸張回路１６Ａの復号部２００Ａと同様の構成については説明を省略し、主に相違点について説明する。
以下、第３実施形態に係る圧縮・伸張回路１６Ｂについて説明する。圧縮・伸張回路１６Ｂは第２実施形態に係る圧縮・伸張回路１６Ａと類似しているが、圧縮・伸張回路１６Ｂの復号部２００Ｂの構成が圧縮・伸張回路１６Ａの復号部２００Ａの構成と相違する。以下の復号部２００Ｂの説明において、圧縮・伸張回路１６Ａの復号部２００Ａと同様の構成については説明を省略し、主に相違点について説明する。
【0151】
［圧縮・伸張回路１６Ｂの構成］
図８は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図８に示す圧縮・伸張回路１６Ｂの構成は、図５に示す圧縮・伸張回路１６Ａの構成と類似している。ただし、図８に示す復号部２００Ｂの構成が図５の復号部２００Ａの構成と相違する。
図８は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図８に示す圧縮・伸張回路１６Ｂの構成は、図５に示す圧縮・伸張回路１６Ａの構成と類似している。ただし、図８に示す復号部２００Ｂの構成が図５の復号部２００Ａの構成と相違する。
【0152】
図８に示すように、復号部２００Ｂでは、符号語数算出部２６０Ｂと復号論理部２４０Ｂとの間にエントリ番号抽出部２７０Ｂが設けられている。エントリ番号抽出部２７０Ｂは、復号用フロー制御部２９０Ｂから出力された符号語からエントリ番号を抽出する。エントリ番号抽出部２７０Ｂは、抽出したエントリ番号（Entry ID）を符号表更新部２３０Ｄに入力し、当該エントリ番号に基づいて符号表更新部２３０Ｂの復号用符号表を更新する。
【0153】
［符号表更新部２３０Ｂの構成］
図９は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の構成を示すブロック図である。図９に示すように、符号表更新部２３０Ｂは、アドレスデコーダ２３１Ｂ（address decoder）、エントリ（entry）の数に応じたＮ個の加算器２３２Ｂ、及びＮ個のマルチプレクサ２３３Ｂを有する。
図９は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の構成を示すブロック図である。図９に示すように、符号表更新部２３０Ｂは、アドレスデコーダ２３１Ｂ（address decoder）、エントリ（entry）の数に応じたＮ個の加算器２３２Ｂ、及びＮ個のマルチプレクサ２３３Ｂを有する。
【0154】
アドレスデコーダ２３１Ｂにはエントリ番号抽出部２７０Ｂによって抽出されたエントリ番号（Entry ID）が入力される。Ｎ個の加算器２３２Ｂ及びマルチプレクサ２３３Ｂの各々に対して出力シンボル（symbol）及び頻度値（freq. value）が割り当てられている。アドレスデコーダ２３１Ｂの出力は加算器２３２Ｂ及びマルチプレクサ２３３Ｂに入力される。アドレスデコーダ２３１Ｂが入力されたエントリ番号に基づいてマルチプレクサ２３３Ｂを選択すると、入力された頻度値は加算器２３２Ｂによって１インクリメントされて、当該マルチプレクサ２３３Ｂから出力される。上記のように、エントリ番号抽出部２７０Ｂによって抽出されたエントリ番号に基づいて、符号表更新部２３０Ｂの復号用符号表が更新される。
【0155】
図１０は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部において行われるエントリ番号抽出に用いられる符号表の一例である。図１０に示すように、復号用符号表では、符号語（Code）、エントリ番号（Entry ID）、出力シンボル（Symbol）、及び出力シンボルの出現頻度を示す頻度値（Freq.）が関連付けられている。復号用符号表において、符号語及びエントリ番号は固定されている。相対的に小さいエントリ番号には相対的に短い符号語が割り当てられており、相対的に大きいエントリ番号には相対的に長い符号語が割り当てられている。
【0156】
図１０の例では、符号語「０」、エントリ番号「０」に対して出力シンボル「Ａ」が割り当てられている。出力シンボル「Ａ」の頻度値は「１０」である。符号語「１０」、エントリ番号「１」に対して出力シンボル「Ｂ」が割り当てられている。出力シンボル「Ｂ」の頻度値は「９」である。符号語「１１００」、エントリ番号「２」に対して出力シンボル「Ｃ」が割り当てられている。出力シンボル「Ｃ」の頻度値は「８」である。上記のように、出力シンボルは頻度値に基づいて並べられている。
【0157】
［符号表の更新動作］
図１１～図１３を用いて、符号表更新部１３０Ｂ及び符号表更新部２３０Ｂによって符号表を更新する動作を説明する。図１１は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部又は復号部に含まれる符号表の状態遷移の一例を示す図である。図１２は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。図１３は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。
図１１～図１３を用いて、符号表更新部１３０Ｂ及び符号表更新部２３０Ｂによって符号表を更新する動作を説明する。図１１は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部又は復号部に含まれる符号表の状態遷移の一例を示す図である。図１２は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。図１３は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。
【0158】
図１１～図１３では、サイクルＴ０～Ｔ４の各サイクルで符号化部１００Ｂに入力シンボル「Ｄ」が入力される。なお、各サイクルにおける符号化部１００Ｂの符号表更新部１３０Ｂが有する符号化用符号表の状態は、復号部２００Ｂの符号表更新部２３０Ｂが有する復号用符号表の状態と同じなので、図１１を用いて両者の状態を説明する。
【0159】
なお、本実施形態において、符号表更新部１３０Ｂ及び符号表更新部２３０Ｂのレイテンシは「１」である。つまり、あるサイクルにおいて入力された入力シンボルによって、符号表更新部１３０Ｂの符号化用符号表は更新されるが、更新された情報が符号表更新部１３０Ｂから出力されるタイミングは、上記入力シンボルが入力されたサイクルの１サイクル後である。同様に、あるサイクルにおいて入力された符号語によって符号表更新部２３０Ｂの復号用符号表は更新されるが、更新された情報が符号表更新部２３０Ｂから出力されるタイミングは、上記符号語が入力されたサイクルの１サイクル後である。
【0160】
図１１には５つの状態の符号表５００Ｂが表示されている。符号表５１０Ｂ～５５０Ｂは、それぞれサイクルＴ０～Ｔ４又はサイクルＴ０’～Ｔ４’における符号表である。
【0161】
図１２を用いて、符号化部１００Ｂに入力された入力シンボルに基づいて出力される符号語を導出する方法を説明する。図１２に示すように、サイクルＴ０の前に入力シンボルの入力（input valid）及び符号語の出力（output valid）が有効になり、サイクルＴ０～Ｔ４の各々で、入力シンボル（input symbol）としてシンボル「Ｄ」が入力される。
【0162】
図１２のタイミングチャートには、各サイクルにおけるシンボル「Ｄ」の頻度値（D's frequency）、シンボル「Ｄ」の順位（D's rank）、シンボル「Ｄ」の符号語（D's code）、及び符号化部１００Ｂから出力される符号語（output code）が示されている。
【0163】
サイクルＴ０で符号化部１００Ｂにシンボル「Ｄ」が入力されると、図１１のサイクルＴ０の符号表５１０Ｂに基づいて、頻度値「８」、順位「３」、及び符号語「１１０１」が導出される。そして、シンボル「Ｄ」の頻度値が「８」から「９」に更新され、頻度値に基づいて表が並べ替えられる。その結果、符号表５１０Ｂが符号表５２０Ｂに更新され、次のサイクルＴ１では符号表５２０Ｂが適用される。なお、符号表５１０Ｂは、サイクルＴ０で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の状態である。
【0164】
サイクルＴ１でシンボル「Ｄ」が入力されると、サイクルＴ１の符号表５２０Ｂに基づいて、頻度値「９」、順位「２」、及び符号語「１１００」が導出される。そして、シンボル「Ｄ」の頻度値が「９」から「１０」に更新され、頻度値に基づいて表が並べ替えられる。その結果、符号表５２０Ｂが符号表５３０Ｂに更新され、次のサイクルＴ２では符号表５３０Ｂが適用される。なお、符号表５２０Ｂは、サイクルＴ０で入力された入力シンボルによる更新が行われた後、かつサイクルＴ１で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の状態である。
【0165】
サイクルＴ２でシンボル「Ｄ」が入力されると、サイクルＴ２の符号表５３０Ｂに基づいて、頻度値「１０」、順位「１」、及び符号語「１０」が導出される。そして、シンボル「Ｄ」の頻度値が「１０」から「１１」に更新され、頻度値に基づいて表が並べ替えられる。その結果、符号表５３０Ｂが符号表５４０Ｂに更新され、次のサイクルＴ３では符号表５４０Ｂが適用される。なお、符号表５３０Ｂは、サイクルＴ１で入力された入力シンボルによる更新が行われた後、かつサイクルＴ２で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の状態である。
【0166】
サイクルＴ３でシンボル「Ｄ」が入力されると、サイクルＴ３の符号表５４０Ｂに基づいて、頻度値「１１」、順位「０」、及び符号語「０」が導出される。そして、シンボル「Ｄ」の頻度値が「１１」から「１２」に更新される。その結果、符号表５４０Ｂが符号表５５０Ｂに更新され、次のサイクルＴ４では符号表５５０Ｂが適用される。なお、符号表５４０Ｂは、サイクルＴ２で入力された入力シンボルによる更新が行われた後、かつサイクルＴ３で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の状態である。
【0167】
サイクルＴ４でシンボル「Ｄ」が入力されると、サイクルＴ４の符号表５５０Ｂに基づいて、頻度値「１２」、順位「０」、及び符号語「０」が導出される。なお、符号表５５０Ｂは、サイクルＴ３で入力された入力シンボルによる更新が行われた後、かつサイクルＴ４で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の状態である。
【0168】
上記の結果、サイクルＴ０で符号語「１１０１」が出力され、サイクルＴ１で符号語「１１００」が出力され、サイクルＴ２で符号語「１０」が出力され、サイクルＴ３及びＴ４で符号語「０」が出力される。
【0169】
図１３を用いて、復号部２００Ｂに入力された符号語に基づいて出力される出力シンボルを導出する方法を説明する。図１３に示すように、サイクルＴ０’の前に符号語の入力（input valid）及び出力シンボルの出力（output valid）が有効になり、サイクルＴ０’～Ｔ４’の各々で、図１２のサイクルＴ０～Ｔ４で出力された符号語（input code）が入力される。
【0170】
図１３のタイミングチャートには、各サイクルにおいて入力された符号語のエントリ番号（Entry ID）、シンボル「Ｄ」の頻度値（D's frequency）、シンボル「Ｄ」の順位（D's rank）、シンボル「Ｄ」の符号語（D's code）、及び復号部２００Ｂから出力される出力シンボル（output symbol）が示されている。
【0171】
サイクルＴ０’で復号部２００Ｂに符号語「１１０１」が入力されると、図１１のサイクルＴ０’の符号表５１０Ｂに基づいて、エントリ番号「３」、頻度値「８」、順位「３」、及び符号語「１１０１」が導出される。したがって、サイクルＴ０’では入力された符号語「１１０１」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。そして、シンボル「Ｄ」の頻度値を「８」から「９」に更新し、頻度値に基づいて表を並べ替える。その結果、符号表５１０Ｂが符号表５２０Ｂに更新され、次のサイクルＴ１’では符号表５２０Ｂが適用される。
【0172】
サイクルＴ１’で復号部２００Ｂに符号語「１１００」が入力されると、サイクルＴ１’の符号表５２０Ｂに基づいて、エントリ番号「２」、頻度値「９」、順位「２」、及び符号語「１１００」が導出される。したがって、サイクルＴ１’では入力された符号語「１１００」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。そして、シンボル「Ｄ」の頻度値を「９」から「１０」に更新し、頻度値に基づいて表を並べ替える。その結果、符号表５２０Ｂが符号表５３０Ｂに更新され、次のサイクルＴ２’では符号表５３０Ｂが適用される。
【0173】
サイクルＴ２’で復号部２００Ｂに符号語「１０」が入力されると、サイクルＴ２’の符号表５３０Ｂに基づいて、エントリ番号「１」、頻度値「１０」、順位「１」、及び符号語「１０」が導出される。したがって、サイクルＴ２’では入力された符号語「１０」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。そして、シンボル「Ｄ」の頻度値を「１０」から「１１」に更新し、頻度値に基づいて表を並べ替える。その結果、符号表５３０Ｂが符号表５４０Ｂに更新され、次のサイクルＴ３’では符号表５４０Ｂが適用される。
【0174】
サイクルＴ３’で復号部２００Ｂに符号語「０」が入力されると、サイクルＴ３’の符号表５４０Ｂに基づいて、エントリ番号「０」、頻度値「１１」、順位「０」、及び符号語「０」が導出される。したがって、サイクルＴ３’では入力された符号語「０」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。そして、シンボル「Ｄ」の頻度値を「１１」から「１２」に更新する。その結果、符号表５４０Ｂが符号表５５０Ｂに更新され、次のサイクルＴ４’では符号表５５０Ｂが適用される。
【0175】
サイクルＴ４’で復号部２００Ｂに符号語「０」が入力されると、サイクルＴ４’の符号表５５０Ｂに基づいて、エントリ番号「０」、頻度値「１２」、順位「０」、及び符号語「０」が導出される。したがって、サイクルＴ４’では入力された符号語「０」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。
【0176】
上記のように、サイクルＴ０’～Ｔ４’の出力シンボルとして「ＤＤＤＤＤ」が得られる。また、上記のように、サイクルＴ０’～Ｔ４’の各々における符号表５００Ｂの状態は、サイクルＴ０～Ｔ４の各々における符号表５００Ｂの状態を正確に再現している。
【0177】
上記の構成によって、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の復号部２００Ｂは、エントリ番号を用いて符号表更新部２３０Ｂの符号表５００Ｂを更新することができるため、図９に示すように、第２実施形態の復号部２００Ａよりも回路規模を小さくすることができる。
【0178】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態に係る圧縮・伸張回路１６Ｃについて説明する。圧縮・伸張回路１６Ｃは、第３実施形態に係る圧縮・伸張回路１６Ｂと類似しているが、圧縮・伸張回路１６Ｃの符号化部１００Ｃ及び復号部２００Ｃにおいて、遅延バッファが追加されている点において、圧縮・伸張回路１６Ｂと相違する。以下の符号化部１００Ｃ及び復号部２００Ｃの説明において、圧縮・伸張回路１６Ｂの符号化部１００Ｂ及び復号部２００Ｂと同様の構成については説明を省略し、主に相違点について説明する。
以下、第４実施形態に係る圧縮・伸張回路１６Ｃについて説明する。圧縮・伸張回路１６Ｃは、第３実施形態に係る圧縮・伸張回路１６Ｂと類似しているが、圧縮・伸張回路１６Ｃの符号化部１００Ｃ及び復号部２００Ｃにおいて、遅延バッファが追加されている点において、圧縮・伸張回路１６Ｂと相違する。以下の符号化部１００Ｃ及び復号部２００Ｃの説明において、圧縮・伸張回路１６Ｂの符号化部１００Ｂ及び復号部２００Ｂと同様の構成については説明を省略し、主に相違点について説明する。
【0179】
［圧縮・伸張回路１６Ｃの構成］
図１４は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図１４に示す圧縮・伸張回路１６Ｃの構成は、図８に示す圧縮・伸張回路１６Ｂの構成と類似している。ただし、図１４に示す符号化部１００Ｃ及び復号部２００Ｃにおいて、それぞれ第１遅延バッファ１８０Ｃ及び第２遅延バッファ２８０Ｃが設けられている点において、図８に示す符号化部１００Ｂ及び復号部２００Ｂと相違する。
図１４は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図１４に示す圧縮・伸張回路１６Ｃの構成は、図８に示す圧縮・伸張回路１６Ｂの構成と類似している。ただし、図１４に示す符号化部１００Ｃ及び復号部２００Ｃにおいて、それぞれ第１遅延バッファ１８０Ｃ及び第２遅延バッファ２８０Ｃが設けられている点において、図８に示す符号化部１００Ｂ及び復号部２００Ｂと相違する。
【0180】
図１４に示すように、符号化部１００Ｃにおいて、符号化用フロー制御部１９０Ｃのシンボル数算出部１２０Ｃと符号化論理部１４０Ｃとの間に第１遅延バッファ１８０Ｃが設けられている。第１遅延バッファ１８０Ｃは、入力された入力シンボルを遅延させる。第１遅延バッファ１８０Ｃによって遅延されるサイクル数は、符号表更新部１３０Ｃのレイテンシによって遅延されるサイクル数よりも１サイクル小さい。
【0181】
図１４に示すように、復号部２００Ｃにおいて、復号用フロー制御部２９０Ｃの符号語数算出部２６０Ｃと復号論理部２４０Ｃとの間に第２遅延バッファ２８０Ｃが設けられている。具体的には、エントリ番号抽出部２７０Ｃと復号論理部２４０Ｃとの間に第２遅延バッファ２８０Ｃが設けられている。第２遅延バッファ２８０Ｃは、入力された符号語を遅延させる。第２遅延バッファ２８０Ｃによって遅延されるサイクル数は、符号表更新部２３０Ｃのレイテンシによって遅延されるサイクル数よりも１サイクル小さい。
【0182】
本実施形態では、符号表更新部１３０Ｃ、２３０Ｃの各々のレイテンシが「２」であり、第１遅延バッファ１８０Ｃ及び第２遅延バッファ２８０Ｃによって遅延されるサイクル数は「１」である場合について説明する。第１遅延バッファ１８０Ｃによって遅延されるサイクル数は、第２遅延バッファ２８０Ｃによって遅延されるサイクル数と同じである。
【0183】
［符号表の更新動作］
図１１、図１５、及び図１６を用いて、符号表更新部１３０Ｃ及び符号表更新部２３０Ｃによって符号表を更新する動作を説明する。図１５は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。図１６は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。
図１１、図１５、及び図１６を用いて、符号表更新部１３０Ｃ及び符号表更新部２３０Ｃによって符号表を更新する動作を説明する。図１５は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号化部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。図１６は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の復号部に含まれる符号表更新部の動作を示すタイミングチャートである。
【0184】
以下の説明では、サイクルＴ０～Ｔ４の各サイクルで符号化部１００Ｃに入力シンボル「Ｄ」が入力される。なお、各サイクルにおける符号化部１００Ｃの符号表更新部１３０Ｃが有する符号化用符号表の状態は、復号部２００Ｃの符号表更新部２３０Ｃが有する復号用符号表の状態と同じなので、図１１を用いて両者の状態を説明する。
【0185】
なお、上記のように、符号表更新部１３０Ｃ及び符号表更新部２３０Ｃのレイテンシは「２」である。つまり、あるサイクルにおいて入力された入力シンボルによって、符号表更新部１３０Ｃの符号化用符号表は更新されるが、更新された情報が符号表更新部１３０Ｃから出力されるタイミングは、上記入力シンボルが入力されたサイクルの２サイクル後である。同様に、あるサイクルにおいて入力された符号語によって符号表更新部２３０Ｃの復号用符号表は更新されるが、更新された情報が符号表更新部２３０Ｃから出力されるタイミングは、上記符号語が入力されたサイクルの１サイクル後である。
【0186】
図１５を用いて、符号化部１００Ｃに入力された入力シンボルに基づいて出力される符号語を導出する方法を説明する。図１５に示すように、サイクルＴ０の前に入力シンボルの入力（input valid）が有効になり、サイクルＴ０～Ｔ４の各々で、入力シンボル（input symbol）としてシンボル「Ｄ」が入力される。続いて、サイクルＴ１の前に遅延バッファの出力（delay buffer output valid）及び符号語の出力（output valid）が有効になり、入力シンボルが変換され、符号語が出力される。
【0187】
図１５のタイミングチャートには、各サイクルにおけるシンボル「Ｄ」の頻度値（D's frequency）、シンボル「Ｄ」の順位（D's rank）、シンボル「Ｄ」の符号語（D's code）、第１遅延バッファ１８０Ｃから出力される入力シンボル（delay buffer output symbol）、及び符号化部１００Ｃから出力される符号語（output code）が示されている。
【0188】
サイクルＴ０で符号化部１００Ｃにシンボル「Ｄ」が入力されると、当該入力シンボルは第１遅延バッファ１８０Ｃに格納され、１サイクル遅延される。したがって、サイクルＴ０では符号語は出力されない。また、上記入力シンボルは符号表更新部１３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。つまり、シンボル「Ｄ」の頻度値が「８」から「９」に更新され、頻度値に基づいて表が並べ替えられる。その結果、図１１の符号表５１０Ｂが符号表５２０Ｂに更新される。ただし、符号表５２０Ｂは２サイクル後のサイクルＴ２で適用される。
【0189】
サイクルＴ１でシンボル「Ｄ」が入力されると、当該入力シンボルは第１遅延バッファ１８０Ｃに格納され、サイクルＴ０で入力されたシンボル「Ｄ」が第１遅延バッファ１８０Ｃから出力される。第１遅延バッファ１８０Ｃから出力されたシンボル「Ｄ」が符号化論理部１４０Ｃに入力されると、２サイクル前に更新された符号表５１０Ｂ（図１１参照）に基づいて、頻度値「８」、順位「３」、及び符号語「１１０１」が導出される。
【0190】
なお、上記のようにサイクルＴ０で符号化用符号表が更新されているが、符号表更新部１３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ１において使用される符号表はサイクルＴ０で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の符号表５１０Ｂである。
【0191】
また、上記入力シンボルは符号表更新部１３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。つまり、シンボル「Ｄ」の頻度値が「９」から「１０」に更新され、頻度値に基づいて表が並べ替えられる。その結果、符号表５２０Ｂが符号表５３０Ｂに更新される。ただし、符号表５３０Ｂは２サイクル後のサイクルＴ３で適用される。
【0192】
サイクルＴ２でシンボル「Ｄ」が入力されると、当該入力シンボルは第１遅延バッファ１８０Ｃに格納され、サイクルＴ１で入力されたシンボル「Ｄ」が第１遅延バッファ１８０Ｃから出力される。第１遅延バッファ１８０Ｃから出力されたシンボル「Ｄ」が符号化論理部１４０Ｃに入力されると、サイクルＴ０で更新された符号表５２０Ｂ（図１１参照）に基づいて、頻度値「９」、順位「２」、及び符号語「１１００」が導出される。
【0193】
なお、上記のようにサイクルＴ１で符号化用符号表が更新されているが、符号表更新部１３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ２において使用される符号表はサイクルＴ１で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の符号表５２０Ｂである。
【0194】
また、上記入力シンボルは符号表更新部１３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。つまり、シンボル「Ｄ」の頻度値が「１０」から「１１」に更新され、頻度値に基づいて表が並べ替えられる。その結果、符号表５３０Ｂが符号表５４０Ｂに更新される。ただし、符号表５４０Ｂは２サイクル後のサイクルＴ４で適用される。
【0195】
サイクルＴ３でシンボル「Ｄ」が入力されると、当該入力シンボルは第１遅延バッファ１８０Ｃに格納され、サイクルＴ２で入力されたシンボル「Ｄ」が第１遅延バッファ１８０Ｃから出力される。第１遅延バッファ１８０Ｃから出力されたシンボル「Ｄ」が符号化論理部１４０Ｃに入力されると、サイクルＴ１で更新された符号表５３０Ｂ（図１１参照）に基づいて、頻度値「１０」、順位「１」、及び符号語「１０」が導出される。
【0196】
なお、上記のようにサイクルＴ２で符号化用符号表が更新されているが、符号表更新部１３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ３において使用される符号表はサイクルＴ２で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の符号表５３０Ｂである。
【0197】
また、上記入力シンボルは符号表更新部１３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。つまり、シンボル「Ｄ」の頻度値が「１１」から「１２」に更新される。その結果、符号表５４０Ｂが符号表５５０Ｂに更新される。ただし、符号表５５０Ｂは２サイクル後のサイクルＴ５で適用される。
【0198】
サイクルＴ４でシンボル「Ｄ」が入力されると、当該入力シンボルは第１遅延バッファ１８０Ｃに格納され、サイクルＴ３で入力されたシンボル「Ｄ」が第１遅延バッファ１８０Ｃから出力される。第１遅延バッファ１８０Ｃから出力されたシンボル「Ｄ」が符号化論理部１４０Ｃに入力されると、サイクルＴ２で更新された符号表５４０Ｂ（図１１参照）に基づいて、頻度値「１１」、順位「０」、及び符号語「０」が導出される。なお、上記のようにサイクルＴ３で符号化用符号表が更新されているが、符号表更新部１３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ４において使用される符号表はサイクルＴ３で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の符号表５４０Ｂである。また、上記入力シンボルは符号表更新部１３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。
【0199】
サイクルＴ５でシンボルが入力されていないが、第１遅延バッファ１８０ＣからサイクルＴ４で入力されたシンボル「Ｄ」が出力される。第１遅延バッファ１８０Ｃから出力されたシンボル「Ｄ」が符号化論理部１４０Ｃに入力されると、サイクルＴ４の符号表５５０Ｂ（図１１参照）に基づいて、頻度値「１２」、順位「０」、及び符号語「０」が導出される。なお、上記のようにサイクルＴ４で符号化用符号表が更新されているが、符号表更新部１３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ５において使用される符号表はサイクルＴ４で入力された入力シンボルによる更新が行われる前の符号表５５０Ｂである。
【0200】
上記の結果、サイクルＴ１で符号語「１１０１」が出力され、サイクルＴ２で符号語「１１００」が出力され、サイクルＴ３で符号語「１０」が出力され、サイクルＴ４及びＴ５で符号語「０」が出力される。
【0201】
図１６を用いて、復号部２００Ｃに入力された符号語に基づいて出力される出力シンボルを導出する方法を説明する。図１６に示すように、サイクルＴ０’の前に符号語の入力（input valid）が有効になり、サイクルＴ０’～Ｔ４’の各々で、図１５のサイクルＴ０～Ｔ４で出力された符号語（input code）が入力される。続いて、サイクルＴ１’の前に遅延バッファの出力（delay buffer output valid）及び出力シンボルの出力（output valid）が有効になり、符号語が変換され、出力シンボルが出力される。
【0202】
図１６のタイミングチャートには、各サイクルにおいて入力された符号語のエントリ番号（Entry ID）、符号表のエントリ番号（Entry ID (code table)）、シンボル「Ｄ」の頻度値（D's frequency）、シンボル「Ｄ」の順位（D's rank）、シンボル「Ｄ」の符号語（D's code）、及び復号部２００Ｃから出力される出力シンボル（output symbol）が示されている。
【0203】
サイクルＴ０’で復号部２００Ｃに符号語「１１０１」が入力されると、当該入力シンボルは第２遅延バッファ２８０Ｃに格納され、１サイクル遅延される。したがって、サイクルＴ０’では出力シンボルは出力されない。また、上記符号語は符号表更新部２３０Ｃにも入力され、上記のサイクルＴ０と同様に復号用符号表が更新される。
【0204】
サイクルＴ１’で復号部２００Ｃに符号語「１１００」が入力されると、当該符号語は第２遅延バッファ２８０Ｃに格納され、サイクルＴ０’で入力された符号語「１１０１」が第２遅延バッファ２８０Ｃから出力される。第２遅延バッファ２８０Ｃから出力された符号語「１１０１」が復号論理部２４０Ｃに入力されると、２サイクル前に更新された符号表５１０Ｂ（図１１参照）に基づいて、符号表のエントリ番号「３」、頻度値「８」、順位「３」、及び符号語「１１０１」が導出される。したがって、サイクルＴ１’では、サイクルＴ０’で入力された符号語「１１０１」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。
【0205】
なお、上記のようにサイクルＴ０’で復号用符号表が更新されているが、符号表更新部２３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ１’において使用される符号表はサイクルＴ０’で入力された符号語による更新が行われる前の符号表５１０Ｂである。また、上記符号語は符号表更新部２３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。
【0206】
サイクルＴ２’で復号部２００Ｃに符号語「１０」が入力されると、当該符号語は第２遅延バッファ２８０Ｃに格納され、サイクルＴ１’で入力された符号語「１１００」が第２遅延バッファ２８０Ｃから出力される。第２遅延バッファ２８０Ｃから出力された符号語「１１００」が復号論理部２４０Ｃに入力されると、サイクルＴ０’で更新された符号表５２０Ｂ（図１１参照）に基づいて、符号表のエントリ番号「２」、頻度値「９」、順位「２」、及び符号語「１１００」が導出される。したがって、サイクルＴ２’では、サイクルＴ１’で入力された符号語「１１００」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。
【0207】
なお、上記のようにサイクルＴ１’で復号用符号表が更新されているが、符号表更新部２３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ２’において使用される符号表はサイクルＴ１’で入力された符号語による更新が行われる前の符号表５２０Ｂである。また、上記符号語は符号表更新部２３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。
【0208】
サイクルＴ３’で復号部２００Ｃに符号語「０」が入力されると、当該符号語は第２遅延バッファ２８０Ｃに格納され、サイクルＴ２’で入力された符号語「１０」が第２遅延バッファ２８０Ｃから出力される。第２遅延バッファ２８０Ｃから出力された符号語「１０」が復号論理部２４０Ｃに入力されると、サイクルＴ１’で更新された符号表５３０Ｂ（図１１参照）に基づいて、符号表のエントリ番号「１」、頻度値「１０」、順位「１」、及び符号語「１０」が導出される。したがって、サイクルＴ３’では、サイクルＴ２’で入力された符号語「１０」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。
【0209】
なお、上記のようにサイクルＴ２’で復号用符号表が更新されているが、符号表更新部２３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ３’において使用される符号表はサイクルＴ２’で入力された符号語による更新が行われる前の符号表５３０Ｂである。また、上記符号語は符号表更新部２３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。
【0210】
サイクルＴ４’で復号部２００Ｃに符号語「０」が入力されると、当該符号語は第２遅延バッファ２８０Ｃに格納され、サイクルＴ３’で入力された符号語「０」が第２遅延バッファ２８０Ｃから出力される。第２遅延バッファ２８０Ｃから出力された符号語「０」が復号論理部２４０Ｃに入力されると、サイクルＴ２’で更新された符号表５４０Ｂ（図１１参照）に基づいて、符号表のエントリ番号「０」、頻度値「１１」、順位「０」、及び符号語「０」が導出される。したがって、サイクルＴ４’では、サイクルＴ３’で入力された符号語「０」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。
【0211】
なお、上記のようにサイクルＴ３’で復号用符号表が更新されているが、符号表更新部２３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ４’において使用される符号表はサイクルＴ３’で入力された符号語による更新が行われる前の符号表５４０Ｂである。また、上記符号語は符号表更新部２３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。
【0212】
サイクルＴ５’で符号語が入力されていないが、サイクルＴ４’で入力された符号語「０」が第２遅延バッファ２８０Ｃから出力される。第２遅延バッファ２８０Ｃから出力された符号語「０」が復号論理部２４０Ｃに入力されると、サイクルＴ３’で更新された符号表５５０Ｂ（図１１参照）に基づいて、符号表のエントリ番号「０」、頻度値「１２」、順位「０」、及び符号語「０」が導出される。したがって、サイクルＴ５’では、サイクルＴ４’で入力された符号語「０」に対応する出力シンボル「Ｄ」が出力される。
【0213】
なお、上記のようにサイクルＴ４’で復号用符号表が更新されているが、符号表更新部２３０Ｃのレイテンシが「２」なので、サイクルＴ５’において使用される符号表はサイクルＴ４’で入力された符号語による更新が行われる前の符号表５５０Ｂである。また、上記符号語は符号表更新部２３０Ｃにも入力され、符号化用符号表が更新される。
【0214】
上記のように、サイクルＴ０’～Ｔ４’の出力シンボルとして「ＤＤＤＤＤ」が得られる。また、上記のように、サイクルＴ０’～Ｔ４’の各々における符号表５００Ｃの状態は、サイクルＴ０～Ｔ４の各々における符号表５００Ｃの状態を正確に再現している。
【0215】
上記の構成によって、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の符号化部１００Ｃ及び復号部２００Ｃのそれぞれに設けられた第１遅延バッファ１８０Ｃ及び第２遅延バッファ２８０Ｃによって、相対的に新しい符号表を用いることができる。
【0216】
＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態に係るメモリシステム１Ｄについて説明する。メモリシステム１Ｄは、第１実施形態に係るメモリシステム１と類似しているが、メモリシステム１Ｄの符号化部１００Ｄ及び復号部２００Ｄにおいて、空サイクル検出部が追加されている点において、メモリシステム１と相違する。以下の符号化部１００Ｄ及び復号部２００Ｄの説明において、メモリシステム１の符号化部１００及び復号部２００と同様の構成については説明を省略し、主に相違点について説明する。
以下、第５実施形態に係るメモリシステム１Ｄについて説明する。メモリシステム１Ｄは、第１実施形態に係るメモリシステム１と類似しているが、メモリシステム１Ｄの符号化部１００Ｄ及び復号部２００Ｄにおいて、空サイクル検出部が追加されている点において、メモリシステム１と相違する。以下の符号化部１００Ｄ及び復号部２００Ｄの説明において、メモリシステム１の符号化部１００及び復号部２００と同様の構成については説明を省略し、主に相違点について説明する。
【0217】
［圧縮・伸張回路１６Ｄの構成］
図１７は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図１７に示す圧縮・伸張回路１６Ｄの構成は、図２に示す圧縮・伸張回路１６の構成と類似している。ただし、図１７に示す符号化部１００Ｄに第１空サイクル検出部１８５Ｄ（empty cycle detect.）が設けられており、復号部２００Ｄに第２空サイクル検出部２８５Ｄ（empty cycle detect.）が設けられている点において、図２に示す符号化部１００及び復号部２００と相違する。
図１７は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の構成を示すブロック図である。図１７に示す圧縮・伸張回路１６Ｄの構成は、図２に示す圧縮・伸張回路１６の構成と類似している。ただし、図１７に示す符号化部１００Ｄに第１空サイクル検出部１８５Ｄ（empty cycle detect.）が設けられており、復号部２００Ｄに第２空サイクル検出部２８５Ｄ（empty cycle detect.）が設けられている点において、図２に示す符号化部１００及び復号部２００と相違する。
【0218】
第１空サイクル検出部１８５Ｄは、符号化用フロー制御部１９０Ｄ（又は、シンボル数算出部１２０Ｄ）と符号表更新部１３０Ｄとの間に設けられている。第１空サイクル検出部１８５Ｄは、符号化用フロー制御部１９０Ｄ（又は、シンボル数算出部１２０Ｄ）の出力を監視し、符号表更新部１３０Ｄへの入力シンボルの入力がないサイクルを検出する。つまり、第１空サイクル検出部１８５Ｄは入力シンボルが存在しない空サイクル（empty cycle）を検出する。
【0219】
具体的には、第１空サイクル検出部１８５Ｄは、各サイクルで入力される入力シンボルの圧縮前の入力データ列のデータ量（第１データ量）の累計値と、入力シンボルの入力が行われたサイクル数（入力サイクル数）の累計値とを記憶する。そして、以下の「式１」が成り立つ場合に、次のサイクルを空サイクルとして検出する。
【0220】
［第１データ量の累計値］≧［（入力サイクル数）＋１］×４ （式１）
【0221】
第２空サイクル検出部２８５Ｄは、復号用フロー制御部２９０Ｄ（又は、シンボル数算出部２２０Ｄ）と符号表更新部２３０Ｄとの間に設けられている。第１空サイクル検出部１８５Ｄと同様に、第２空サイクル検出部２８５Ｄは、復号用フロー制御部２９０Ｄ（又は、シンボル数算出部２２０Ｄ）の出力を監視し、符号表更新部２３０Ｄへの出力シンボルの入力がなくなるサイクルを検出する。つまり、第２空サイクル検出部２８５Ｄは出力シンボルが存在しない空サイクルを検出する。
【0222】
具体的には、第２空サイクル検出部２８５Ｄは、各サイクルで入力される出力シンボルの伸張後の出力データ列のデータ量（第２データ量）の累計値と、出力シンボルの出力が行われたサイクル数の累計値とを記憶する。そして、以下の「式２」が成り立つ場合に、次のサイクルを空サイクルとして検出する。
【0223】
［第２データ量の累計値］≧［（出力サイクル数）＋１］×４ （式２）
【0224】
［符号表更新部１３０Ｄの構成］
図１８は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号表更新部の構成を示すブロック図である。符号表更新部１３０Ｄは、頻度値削減変換部３３Ｄ（reduction conversion）、頻度値更新部３４Ｄ（update）、複数のグループ内並替部３５Ｄ、及びルーティング部３６Ｄ（routing）を備える。グループ内並替部３５Ｄは、グループ０内並替部３５０Ｄ（Group 0）、グループ１内並替部３５１Ｄ（Group 1）、及びグループ（Ｋ－１）内並替部３５２Ｄ（Group (K-1)）を含む。なお、以下の説明では、符号化部１００Ｄの符号表更新部１３０Ｄについて説明するが、復号部２００Ｄの符号表更新部２３０Ｄも同様の構成を備えている。
図１８は、一実施形態に係る圧縮・伸張回路の符号表更新部の構成を示すブロック図である。符号表更新部１３０Ｄは、頻度値削減変換部３３Ｄ（reduction conversion）、頻度値更新部３４Ｄ（update）、複数のグループ内並替部３５Ｄ、及びルーティング部３６Ｄ（routing）を備える。グループ内並替部３５Ｄは、グループ０内並替部３５０Ｄ（Group 0）、グループ１内並替部３５１Ｄ（Group 1）、及びグループ（Ｋ－１）内並替部３５２Ｄ（Group (K-1)）を含む。なお、以下の説明では、符号化部１００Ｄの符号表更新部１３０Ｄについて説明するが、復号部２００Ｄの符号表更新部２３０Ｄも同様の構成を備えている。
【0225】
頻度値削減変換部３３Ｄには、入力シンボル（symbol）と、符号表（例えば、図１０に示す符号表）を構成する複数のエントリ番号（本実施形態では、「頻度エントリ３１Ｄ（freq. entry）」という）とが入力される。符号表を構成する頻度エントリ３１Ｄの総数は、例えばＮ個である。頻度値削減変換部３３Ｄへの頻度エントリ３１Ｄの入力は、例えば頻度エントリの内容を保持するフリップフロップ回路が、その内容を頻度値削減変換部３３Ｄに出力することで実現される。フリップフロップ回路は、頻度エントリの内容を、符号表更新部１３０Ｄ内の、頻度値削減変換部３３Ｄとは別の構成に出力してもよい。つまり、フリップフロップ回路は、符号表更新部１３０Ｄによるループ処理のいずれの位置に挿入されてもよい。符号表更新部１３０Ｄによって更新された頻度エントリの内容は、このフリップフロップ回路に書き戻される。
【0226】
図１８において、垂直方向に並べて図示された複数の頻度エントリ３１Ｄの順序は、これら頻度エントリ３１Ｄが符号表内で並んでいる順序と一致している。以下、符号表を構成するＮ個の頻度エントリ３１Ｄを頻度エントリ群３１Ｄという場合がある。
【0227】
符号表内の頻度エントリ群３１Ｄは、符号表に並んだ順序に基づいて、連続する幾つかの頻度エントリを含む複数のグループ（ここではＫ個のグループ）に分けられる。図１８に示す例では、頻度エントリ３１０Ｄ～３１３Ｄは、グループ０に属している。頻度エントリ３１４Ｄ～３１７Ｄは、グループ０よりも下位のグループ１に属している。頻度エントリ３１８Ｄ～３２１Ｄは、グループ１よりも下位のグループ（Ｋ－１）に属している。
【0228】
頻度値削減変換部３３Ｄは、入力された入力シンボルの数をカウントする。頻度値削減変換部３３Ｄは、カウントされた入力シンボル数が閾値以上である場合、各頻度エントリ３１Ｄ内の頻度値を削減する変換を行う。これにより、頻度値のオーバーフローを回避できる。頻度値削減変換部３３Ｄは、削減された頻度値を含む頻度エントリ３１Ｄを頻度値更新部３４Ｄに出力する。なお、入力シンボルの数が閾値未満である場合、頻度値削減変換部３３Ｄは、入力された頻度エントリ群３１Ｄをそのまま頻度値更新部３４Ｄに出力する。
【0229】
頻度値更新部３４Ｄは、頻度値削減変換部３３Ｄから出力された頻度エントリ３１Ｄ群のうち、入力シンボルを含む頻度エントリの頻度値を更新（例えばインクリメント）し、その頻度エントリをグループ内並替部３５Ｄに出力する。より詳しくは、頻度値更新部３４Ｄは、入力シンボルを含む頻度エントリの頻度値に、第１の値（例えば１）を加算して、その頻度エントリをグループ内並替部３５Ｄに出力する。また、頻度値更新部３４Ｄは、頻度値削減変換部３３Ｄから出力された頻度エントリ群３１Ｄのうち、入力シンボルを含まない頻度エントリを、そのままグループ内並替部３５Ｄに出力する。
【0230】
なお、符号表は、グループ１よりも下位のグループ２（図示せず）に属する頻度エントリであって、シンボルと頻度値を含まない空の頻度エントリをさらに含んでもよい。つまり、空サイクルが発生してもよい。頻度値更新部３４Ｄは、符号表内の頻度エントリ群３１Ｄに、入力シンボルを含む頻度エントリが含まれていない場合、グループ１の最下位の頻度エントリに含まれるシンボルを、この入力シンボルに変更する。頻度値更新部３４Ｄは、このグループ１の最下位の頻度エントリの頻度値として、第１の値を設定してもよい。
【0231】
符号表は、グループ１よりも下位のグループ２（中位グループ）に属する頻度エントリであって、入力シンボルを含み、頻度値を含まない頻度エントリと、グループ２よりも下位のグループ３（図示せず）（下位グループ）に属する頻度エントリであって、シンボルと頻度値を含まない空の頻度エントリと、をさらに含んでいてもよい。頻度値更新部３４Ｄは、頻度エントリ群３１Ｄに、入力シンボルを含む頻度エントリが含まれていない場合、グループ２（中位グループ）の最上位に、入力シンボルを含む頻度エントリを追加すると共に、グループ２の最上位、およびこれより下位にあった各頻度エントリを１つずつ下位に並べ替える。頻度値更新部３４Ｄは、この追加された頻度エントリの頻度値として、例えば第１の値を設定してもよい。
【0232】
グループ内並替部３５Ｄは、頻度値更新部３４Ｄから出力された頻度エントリ群３１Ｄを、頻度値をキーとして、グループ毎に並べ替える。グループ内並替部３５Ｄは、対応するグループに属する頻度エントリ群のうち、最大の頻度値を含む頻度エントリが最上位に位置し、最小の頻度値を含む頻度エントリが最下位に位置するように、その頻度エントリ群を並べ替える。なお、グループ内並替部３５Ｄは、最大の頻度値を含む頻度エントリと最小の頻度値を含む頻度エントリ以外の頻度エントリを、例えば並べ替え前の元の順序に維持する。あるいは、グループ内並替部３５Ｄは、最上位の頻度エントリと最大の頻度値を含む頻度エントリとを入れ替え、最下位の頻度エントリと最小の頻度値を含む頻度エントリとを入れ替え、その他の頻度エントリの位置を維持してもよい。また、グループ内並替部３５Ｄは、頻度エントリ群を頻度値の降順にソートしてもよい。
【0233】
符号表更新部１３０Ｄには、頻度エントリ群３１Ｄが分けられたグループの数に応じて、その数のグループ内並替部３５Ｄが設けられる。図１８に示す例では、符号表更新部１３０Ｄに、Ｋ個のグループにそれぞれ対応するＫ個のグループ内並替部３５０Ｄ、３５１Ｄ、３５２Ｄが設けられている。
【0234】
より具体的には、グループ０内並替部３５０Ｄは、グループ０に属する頻度エントリ３１０Ｄ～３１３Ｄを、頻度値を用いて並べ替える。グループ０内並替部３５０Ｄは、頻度エントリ３１０Ｄ～３１３Ｄのうち、最大の頻度値を含む頻度エントリが最上位に位置し、最小の頻度値を含む頻度エントリが最下位に位置するように、それら頻度エントリ３１０Ｄ～３１３Ｄを並べ替える。また、グループ０内並替部３５０Ｄは、頻度エントリ３１０Ｄ～３１３Ｄを頻度値の降順にソートしてもよい。グループ０内並替部３５０Ｄは、並べ替えた頻度エントリ３１０Ｄ～３１３Ｄをルーティング部３６Ｄに出力する。
【0235】
なお、最上位のグループ０に対しては、その上位にグループがないので、上位に隣接するグループとの間の頻度エントリのスワップが行われない。そのため、グループ０内並替部３５０Ｄは、最小の頻度値を含む頻度エントリが最下位に位置するように、頻度エントリ３１０Ｄ～３１３Ｄを並べ替えてもよい。つまり、並べ替えた頻度エントリ３１０Ｄ～３１３Ｄにおいて、最大の頻度値を含む頻度エントリが最上位に位置していなくてもよい。
【0236】
グループ１内並替部３５１Ｄは、グループ１に属する頻度エントリ３１４Ｄ～３１７Ｄを、頻度値を用いて並べ替える。グループ１内並替部３５１Ｄは、頻度エントリ３１４Ｄ～３１７Ｄのうち、最大の頻度値を含む頻度エントリが最上位に位置し、最小の頻度値を含む頻度エントリが最下位に位置するように、頻度エントリ３１４Ｄ～３１７Ｄを並べ替える。なお、グループ１内並替部３５１Ｄは、頻度エントリ３１４Ｄ～３１７Ｄを頻度値の降順にソートしてもよい。グループ１内並替部３５１Ｄは、並べ替えた頻度エントリ３１４Ｄ～３１７Ｄをルーティング部３６Ｄに出力する。
【0237】
グループ（Ｋ－１）内並替部３５２Ｄは、グループ（Ｋ－１）に属する頻度エントリ３１８Ｄ～３２１Ｄを、頻度値を用いて並べ替える。グループ（Ｋ－１）内並替部３５２Ｄは、頻度エントリ３１８Ｄ～３２１Ｄのうち、最大の頻度値を含む頻度エントリが最上位に位置し、最小の頻度値を含む頻度エントリが最下位に位置するように、頻度エントリ３１８Ｄ～３２１Ｄを並べ替える。また、グループ（Ｋ－１）内並替部３５２Ｄは、頻度エントリ３１８Ｄ～３２１Ｄを頻度値の降順にソートしてもよい。グループ（Ｋ－１）内並替部３５２Ｄは、並べ替えた頻度エントリ３１８Ｄ～３２１Ｄをルーティング部３６Ｄに出力する。
【0238】
なお、最下位のグループ（Ｋ－１）に対しては、その下位にグループがないので、下位に隣接するグループとの間の頻度エントリのスワップが行われない。そのため、グループ（Ｋ－１）内並替部３５２Ｄは、最大の頻度値を含む頻度エントリが最上位に位置するように、頻度エントリ３１８Ｄ～３２１Ｄを並べ替えてもよい。つまり、並べ替えた頻度エントリ３１８Ｄ～３２１Ｄにおいて、最小の頻度値を含む頻度エントリが最下位に位置していなくてもよい。
【0239】
ルーティング部３６Ｄは、隣接するグループ間で頻度エントリをスワップ（交換）する。つまり、ルーティング部３６Ｄは、あるグループの頻度エントリと、このグループに隣接する別のグループの頻度エントリとを並べ替える。並べ替えられる２つの頻度エントリは、例えばグループを跨って隣接（連続）している。
【0240】
具体的には、ルーティング部３６Ｄは、グループ０の最下位の頻度エントリと、グループ０の下位に隣接するグループ１の最上位の頻度エントリとを交換して出力する。ルーティング部３６Ｄは、グループ１の最下位の頻度エントリと、グループ１の下位に隣接するグループ（例えばグループ（Ｋ－１））の最上位の頻度エントリとを交換して出力する。また、ルーティング部３６Ｄは、スワップの対象ではない他の頻度エントリをそのまま出力する。なお、ルーティング部３６Ｄによって交換される頻度エントリは、前述した例に限定されず、例えばルーティング部３６Ｄの構成を書き換えるためのインタフェースを介して、任意に指定されてもよい。つまり、ルーティング部３６Ｄによるルーティングの動作は、このインタフェースを介して、任意に変更されてもよい。
【0241】
ルーティング部３６Ｄによって出力された、ある順序にソート（Ｉｎ－Ｐｌａｃｅ Ｓｏｒｔ）された頻度エントリ群３１Ｄは、符号表に書き戻される。この符号表は、次のシンボル入力に応じて、入力シンボルを符号化するために用いられると共に、さらに更新される。つまり、ルーティング部３６Ｄによって出力された頻度エントリ群３１Ｄは、次のシンボル入力の際の、頻度値削減変換部３３Ｄへの入力となる。符号表更新部１３０Ｄではシンボル入力毎に、このような符号表の更新が行われる。
【0242】
上記の構成によって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、頻度値削減変換部３３Ｄは、符号表の更新を待つことなく、カウントした入力シンボル数を用いて頻度値削減の要否を判定し、入力シンボル数が閾値以上である場合に各頻度エントリ３１Ｄ内の頻度値を削減する。また、グループ内並替部３５Ｄとルーティング部３６Ｄとは、グループ毎の頻度エントリの局所的なソートと、隣接するグループ間での頻度エントリのスワップを行う。これにより、適応型エントロピー符号化のスループットを向上しつつ、回路規模を小さくできる。さらに、上記のような回路において、符号表更新部１３０Ｄに入力される頻度エントリが空である空サイクルが発生した場合、当該空サイクルを検出して上記のソート処理を行うことで、当該ソート処理の回数を多くすることができ、ソート処理の結果がより正確なソート結果に近づく。これにより符号化効率の高い符号表を得ることができる。
【0243】
以上、本発明について図面を参照しながら説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態の圧縮・伸張回路を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。さらに、上述した各実施形態は、相互に矛盾がない限り適宜組み合わせが可能であり、各実施形態に共通する技術事項については、明示の記載がなくても各実施形態に含まれる。
【0244】
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【0245】
１：メモリシステム、 １０：メモリコントローラ、 １１：プロセッサ、 １２：ＲＡＭ、 １３：ＲＯＭ、 １４：ランダマイザ、 １５：ＥＣＣ回路、 １６：圧縮・伸張回路、 １７：ホストＩ／Ｆ、 １８：メモリＩ／Ｆ、 １９：内部バス、 ２０：不揮発性メモリ、 ３０：ホスト、 ３１Ｄ：頻度エントリ、 ３３Ｄ：頻度値削減変換部、 ３４Ｄ：頻度値更新部、 ３５Ｄ：グループ内並替部、 ３６Ｄ：ルーティング部、 １００：符号化部、 １０１：入力端子、 １０３：出力端子、 １１０：シンボルバッファ、 １１１：データ保持部、 １１２：デマルチプレクサ、 １１３：マルチプレクサ、 １１４：ライトポインタ、 １１５：リードポインタ、 １２０：シンボル数算出部、 １２１：辞書式仮復号部、 １２２：消費シンボル数算出部、 １２３：出力シンボル選択部、 １２４Ａ：近似計算部、 １３０：符号表更新部、 １４０：符号化論理部、 １５０：パック部、 １８０Ｃ：第１遅延バッファ、 １８５Ｄ：第１空サイクル検出部、 １９０：符号化用フロー制御部、 ２００：復号部、 ２０１：入力端子、 ２０３：出力端子、 ２１０：シンボルバッファ、 ２１１：データ保持部、 ２１２：デマルチプレクサ、 ２１３：マルチプレクサ、 ２１４：ライトポインタ、 ２１５：リードポインタ、 ２２０：シンボル数算出部、 ２２１：辞書式仮復号部、 ２２２：消費シンボル数算出部、 ２２３：出力シンボル選択部、 ２３０：符号表更新部、 ２３１：アドレスデコーダ、 ２３２：加算器、 ２３３：マルチプレクサ、 ２４０：復号論理部、 ２５０：アンパック部、 ２６０Ａ：符号語数算出部、 ２６１Ａ：近似計算部、 ２６２Ａ：消費符号語数算出部、 ２６３Ａ：出力符号語選択部、 ２７０Ｂ：エントリ番号抽出部、 ２８０Ｃ：第２遅延バッファ、 ２８５Ｄ：第２空サイクル検出部、 ２９０：復号用フロー制御部、 ３００：辞書式圧縮部、 ３１０Ｄ、３１３Ｄ、３１４Ｄ、３１７Ｄ、３１８Ｄ、３２１Ｄ：頻度エントリ、 ３５０Ｄ、３５１Ｄ、３５２Ｄ：グループ内並替部、 ４００：辞書式伸張部、 ５００Ｂ、５１０Ｂ、５２０Ｂ、５３０Ｂ、５４０Ｂ、５５０Ｂ：符号表
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】