[发明专利]用于图像处理流水线的全局启动方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年12月23日在美国专利和商标局提交的美国临时申请第61/426,970号和第61/426,975号两者的优先权。这两个临时申请的公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明构思涉及具有多个处理单元的图像处理电路和具有该图像处理电路的数字相机。更具体地，本发明构思的示范性实施例涉及具有多个配置向量的可配置图像处理电路。

背景技术

非常需要高性能数字和视频相机作为独立消费品以及作为嵌入在诸如手机和移动计算机的移动设备中的部件。每个数字相机可以包括图像处理电路，该图像处理电路包括多个级联连接的图像处理核，它们被配置为在中央处理单元(CPU)的控制下接收和处理图像数据。每个图像处理核的操作可以由CPU使用包含配置信息的配置向量来控制，所述配置信息包括图像数据帧的大小。

数字相机中常用的图像感测器可以是RAW-Bayer和/或CMOS类型，图像处理单元经由CMOS感测器接口(CSI)对它们进行操作。对于更高图像分辨率的不断增长的需求正在迫使处理器到相机感测器接口的带宽容量超出它们进行有效操作的能力。现代高速串行接口解决了并行接口的许多缺点，但是存在制造商之间的兼容性问题。私有接口阻止了来自不同制造商的设备在一起工作，从而导致工业分裂(industry fragmentation)。

MIPI联盟是开发驱动处理器和外围接口的一致性的接口规范的非盈利性企业。MIPI(移动工业处理器接口，Mobile Industry Processor Interface)是定义用于移动设备的模块之间接口的标准的工业团体。MIPI自从2005年开始对相机接口的进行研究以来一直在开发规范(标准)。MIPI公布了定义了移动系统中的几乎每个芯片接口的规范。这些标准之一就是CSI2，其定义了相机串行接口(CSI)。具有图像感测器的所有计算和消费电子设备的制造商都对MIPI CSI-2有强烈的兴趣。MIPI SCI-2和SCI-3标准为整个电子工业而非仅仅为移动设备，提供高速、低功耗、成本有效、以及可扩展(scalable)的互连。

由MIPI互连连接的每个处理单元对整个数据帧进行操作，并且帧数据的定时一般由输入到每个单元以及通过每个单元延迟的定时信号来指示。每个单元使用配置向量V来控制其处理。配置向量一般由片内(on-chip)处理器或片外(off-chip)处理器来‘写入’，并且配置向量控制处理单元操作的许多方面，包括数据帧的大小。

对于每个单元，要更新的新的配置向量必须在该单元开始处理帧时或在该单元开始处理帧之前被施加，并且在该单元处理整个帧的同时在每个单元中保持恒定。如果以串行布置级联的所有图像处理单元恰好在同一时间被更新，由于通过它们中的每一个的延迟，该更新可能在所述单元中的一个或多个正在对帧进行处理时被施加。在这样的情况中，配置向量本不该在所述单元处理帧时在所述单元中保持恒定，这样可能发生数据损坏。例如：在一系列处理单元中，水平宽度是配置向量的典型部分，并且如果对于特定帧接收的数据与配置向量不匹配，则所述单元将不能正确地处理所述图像数据。如果图像大小(例如，水平宽度)在待顺序处理的帧之间发生改变，则每个处理单元将需要接收与其接收通过在前的处理单元延迟的图像数据的时间同步的新的配置向量。

如果CPU需要保持对数据定时以及通过每个MIPI连接的图像处理单元延迟的跟踪，以便在适当的时刻更新所有单元，则CPU将承受极大的负担并且不能用于其它处理任务。这同样是效率低下的，并且还可能导致图像感测器丢失图像数据，以致停止处理单元的整个流水线(pipeline)，施加新的配置向量，然后重启处理单元，并且/或者以致依赖于来自每个单元的指示配置向量何时能够被改变的中断，并希望CPU能够足够快地做出响应。

希望能够保证更新的配置向量与通过每个先前的处理单元延迟的图像数据的定时和延迟同步地施加到每个MIPI连接的处理单元，而不给CPU造成负担，并且对图像处理单元的操作的干扰最小。

发明内容