用于存储图像的方法和系统技术方案

系统、方法和/或设备用于存储图像。电子设备包括图像传感器、具有高速外围组件互连(PCIe)兼容电气接口的固态驱动器(SSD)以及与所述图像传感器和所述SSD耦接的现场可编程门阵列(FPGA)。所述FPGA实现了PCIe知识产权(IP)内核。所述FPGA被配置为：从图像传感器接收原始图像数据；处理原始图像数据以获得经处理的图像数据；以及通过SSD的PCIe兼容电气接口将经处理的图像数据传输到SSD，其中由FPGA的PCIe IR内核驱动通过PCIe兼容电气接口进行的传输。

Methods and systems for storing images

Systems, methods and/or devices are used to store images. Electronic devices include image sensors, solid-state drivers (SSDs) with high-speed peripheral component interconnection (PCIe) compatible electrical interfaces, and field programmable gate arrays (FPGAs) coupled with the image sensors and the SSDs. The FPGA implements the IP core of PCIe. The FPGA is configured to receive the original image data from the image sensor, process the original image data to obtain the processed image data, and transmit the processed image data to SSD through the PCI-compatible electrical interface of SSD, in which the PCI-IR core of the FPGA drives the transmission through the PCIe-compatible electrical interface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于存储图像的方法和系统
所公开的实施例总体上涉及用于存储图像数据的系统和方法，并且更具体但非排他地涉及使用现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)来驱动具有高速外围组件互连(PeripheralComponentInterconnectExpress，PCIe)接口的固态驱动器(solidstatedrive，SSD)存储图像。
技术介绍
随着SSD技术的进步，SSD控制器能够提供越来越多的数据传输通道和更高的数据传输速率。由于编码开销和带宽限制，SATA接口标准日益成为对数据传输速率的瓶颈。PCIe是一种备选的接口标准，其相较于SATA提供更多优势，例如，更高的可用带宽和更小的物理占用空间。
技术实现思路
需要使用以现场可编程门阵列(FPGA)实现的PCIe知识产权(intellectualproperty，IP)内核来驱动与SSD的通信以进行图像存储的系统和方法。这种系统和方法可选地补充或取代传统的用于存储图像的方法。与备选串行计算机扩展总线标准相比，PCIe兼容装置的特点在于具有更小的物理占用空间，这对于使装置尺寸和重量最小化而言是非常重要的。当图像存储发生在诸如无人机(unmannedaerialvehicle，UAV)的能够飞行的可移动物体中时，使尺寸和重量最小化对于降低功耗并延长电池寿命而言是尤其重要的。在FPGA中实现PCIe允许以高吞吐率处理图像。这样，由尺寸较小且重量较轻的系统来存储高分辨率图像。根据一些实施例，一种用于存储图像的系统包括：图像传感器；固态驱动器(SSD)，所述固态驱动器(SSD)包括高速外围组件互连(PCIe)兼容电气接口；以及现场可编程门阵列(FPGA)，所述现场可编程门阵列(FPGA)与图像传感器和SSD耦接。所述FPGA实现PCIe知识产权(IP)内核。所述FPGA被配置为：从图像传感器接收原始图像数据；处理原始图像数据以获得经处理的图像数据；以及通过SSD的PCIe兼容电气接口将经处理的图像数据传输到SSD。由FPGA的PCIeIP内核驱动通过PCIe兼容电气接口进行的传输。根据一些实施例，一种用于在电子设备处存储图像的方法，所述电子设备包括图像传感器、具有高速外围组件互连(PCIe)兼容电气接口的固态驱动器(SSD)以及与所述图像传感器和SSD耦接的现场可编程门阵列(FPGA)，其中所述FPGA实现PCIe知识产权(IP)内核，所述方法包括：从图像传感器接收原始图像数据；处理原始图像数据以获得经处理的图像数据；以及通过SSD的PCIe兼容电气接口将经处理的图像数据传输到SSD。由FPGA的PCIeIP内核驱动通过PCIe兼容电气接口进行的传输。根据一些实施例，一种无人机(UAV)包括：移动机构；图像传感器；固态驱动器(SSD)，包括高速外围组件互连(PCIo)兼容电气接口；以及一个或多个处理器。移动机构在移动期间承载图像传感器、SSD以及一个或多个处理器。所述一个或多个处理器包括与移动机构耦接并控制移动机构的控制器。所述一个或多个处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)，所述现场可编程门阵列(FPGA)与图像传感器和SSD耦接。所述FPGA实现PCIe知识产权(IP)内核。所述FPGA被配置为：从图像传感器接收原始图像数据；处理原始图像数据以获得经处理的图像数据；以及通过SSD的PCIe兼容电气接口将经处理的图像数据传输到SSD。由FPGA的PCIeIP内核驱动通过PCIe兼容电气接口进行的传输。附图说明图1示出了根据一些实施例的图像存储系统。图2A-2B示出了根据一些实施例的具有PCIeIP内核的硬实现的FPGA。图2C-2D示出了根据一些实施例的具有PCIeIP内核的软实现的FPGA。图3示出了根据一些实施例的可移动物体环境100(例如，UAV环境)。图4示出了根据一些实施例的可移动物体(例如，UAV)。图5A-5B是示出了根据一些实施例的用于存储图像的方法的流程图。具体实施方式现将详细参照多个实施例，其示例在附图中示出。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对各种所描述的实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将清楚，可以在无需这些特定细节的情况下实践各种所描述的实施例。在其他实例中，没有详细描述公知的方法，过程，组件，电路和网络，以避免不必要地使实施例的细节模糊不清。这里描述了使用在FPGA上实现的PCIeIP内核来存储图像(例如，静止图像和/或视频)的技术。在一些实施例中，使用相机(诸如，独立相机或作为移动设备(例如，手持移动设备)的组件的相机)来捕获图像。在一些实施例中，使用作为UAV或其他遥控和/或自动载运工具的负载的相机来捕获图像。使用具有PCIeIP内核的FPGA存储数据允许小型轻量的设备存储高分辨率图像数据，例如，HD、4K(例如4Kp60)或更高分辨率视频。在一些实施例中，用于存储图像数据的系统和方法还可以用于例如在商业或科学研究设置中存储需要大数据存储吞吐量的其他类型数据，其中大型阵列的传感器(例如，光传感器、振动传感器等)以较快速率捕获后续处理所需的原始传感器数据。图1示出了根据一些实施例的图像存储系统100。图像存储系统100包括图像传感器102、FPGA104和SSD118。图像传感器102例如是检测诸如可见光、红外光和/或紫外光的光的传感器。在一些实施例中，图像传感器102包括例如半导体电荷耦合器件(charge-coupleddevice，CCD)、使用互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor，CMOS)或N型金属氧化物半导体(N-typemetal-oxide-semiconductor，NMOS，LiveMOS)技术的有源像素传感器、或任何其他类型的传感器。在一些实施例中，图像传感器102包括一个或多个光传感器阵列。在一些实施例中，图像传感器102包括数字相机。在一些实施例中，该系统100包括一个或多个光学器件，其影响到达图像传感器102的光的焦点。光学器件是例如包括多个透镜(例如，复合透镜)的透镜或器件。透镜例如是具有曲面的材料，其产生透镜特性，例如使光线会聚(例如，在焦距处)和/或发散。在一些实施例中，一个或多个光学器件通过诸如液压、气动、电、热、磁和/或机械马达的一个或多个图像装置致动器来相对于图像传感器102移动。例如，响应于从例如FPGA104和/或处理器402(图4)接收的控制指令，由图像装置致动器移动光学器件。FPGA104包括PCIeIP内核112。在一些实施例中，FPGA104包括传感器接口106、中央处理单元(centralprocessingunit，CPU)108、存储器110和/或用于将这些组件互连的一个或多个通信总线114。FPGA104经由传感器接口106接收由图像传感器102捕获的原始图像数据120，并处理原始图像数据以获得经处理的(例如压缩的)图像数据122。在一些实施例中，对原始图像数据120执行的压缩是无损压缩和/或接近无损压缩。例如，对原始图像数据120应用高效视频编码(HEVC/H.265)压缩以获得经处理的图像数据122。在一些实施例中，CPU108执行一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于存储图像的系统，所述系统包括：图像传感器；固态驱动器SSD，所述固态驱动器SSD包括高速外围组件互连PCIe兼容电气接口；以及现场可编程门阵列FPGA，所述现场可编程门阵列FPGA与所述图像传感器和所述SSD耦接，其中所述FPGA实现PCIe知识产权IP内核，并且其中所述FPGA被配置为：从所述图像传感器接收原始图像数据；处理所述原始图像数据以获得经处理的图像数据；以及通过所述SSD的PCIe兼容电气接口将经处理的图像数据传输到所述SSD，其中由所述FPGA的PCIe IP内核驱动通过所述PCIe兼容电气接口进行的数据传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于存储图像的系统，所述系统包括：图像传感器；固态驱动器SSD，所述固态驱动器SSD包括高速外围组件互连PCIe兼容电气接口；以及现场可编程门阵列FPGA，所述现场可编程门阵列FPGA与所述图像传感器和所述SSD耦接，其中所述FPGA实现PCIe知识产权IP内核，并且其中所述FPGA被配置为：从所述图像传感器接收原始图像数据；处理所述原始图像数据以获得经处理的图像数据；以及通过所述SSD的PCIe兼容电气接口将经处理的图像数据传输到所述SSD，其中由所述FPGA的PCIeIP内核驱动通过所述PCIe兼容电气接口进行的数据传输。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述FPGA的PCIeIP内核被配置为具有根复合体(RC)功能，并且所述SSD被配置为由所述PCIeIP内核驱动的端点(EP)。3.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其中所述PCIeIP内核是所述FPGA中的硬IP实现。4.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其中所述PCIeIP内核是所述FPGA中的软IP实现。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的系统，其中所述SSD包括非易失性存储器快速NVMe逻辑器件接口，且所述FPGA包括执行根据NVMe协议实现的一组指令以访问所述SSD的中央处理单元CPU。6.根据权利要求1-4中的任一项所述的系统，其中所述SSD包括非易失性存储器快速NVMe逻辑器件接口，且所述FPGA包括NVMe协议的硬实现以访问所述SSD。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的系统，其中传送到所述SSD的经处理的图像数据是HD视频。8.根据权利要求1-7中的任一项所述的系统，其中传送到所述SSD的经处理的图像数据是4Kp60质量或更高质量的视频。9.根据权利要求1-8中的任一项所述的系统，其中处理原始图像数据包括向原始图像数据采用无损或接近无损的压缩。10.根据权利要求1-9中的任一项所述的系统，其中所述PCIe兼容电气接口包括具有M.2形状规格的连接器。11.根据权利要求1-10中的任一项所述的系统，其中经由至少两个高级可扩展接口AXI总线接口执行所述PCIeIR内核和所述FPGA的至少一个其他组件之间的数据传输，其中所述至少两个AXI总线接口包括AXI完整总线接口和AXI精简总线接口。12.根据权利要求11所述的系统，其中：所述FPGA包括中央处理单元CPU；所述AXI完整总线接口用于传输所述原始图像数据；以及所述CPU使用所述AXI精简总线接口来访问知识产权IP地址寄存器。13.一种用于存储图像的方法，所述方法包括：在包括图像传感器、具有高速外围组件互连PCIe兼容电气接口的固态驱动器SSD、以及与所述图像传感器和所述SSD耦接的现场可编程门阵列FPGA在内的电子设备处，其中所述FPGA实现PCIe知识产权IP内核：从所述图像传感器接收原始图像数据；处理所述原始图像数据以获得经处理的图像数据；以及通过所述SSD的所述PCIe兼容电气接口将经处理的图像数据传输到所述SSD，其中由所述FPGA的所述PCIeIP内核驱动通过所述PCIe兼容电气接口进行的传输。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述FPGA的所述PCIeIP内核被配置为具有根复合体(RC)功能，并且所述SSD被配置为由所述PCIeIP内核驱动的端点(EP)。15.根据权利要求13-14中任一项所述的方法，其中，所述PCIeIP内核是所述FPGA中的硬IP实现。16.根据权利要求13-14中的任一项所述的方法，其中，所述PCIeIP内核是所述FPGA中的软IP实现。17.根据权利要求13-16中任一项所述的方法，其中，所述SSD包括非易失性存储器快速NVMe逻辑器件接口，且所述FPGA包括执行根据NVMe协议实现的一组指令以访问所述SSD的中央处理单元CPU。18.根据权利要求13-16中任一项所述的方法，其中，所述SSD包括非易失性存储器快速NVMe逻辑器件接口，且所述F...

【专利技术属性】
技术研发人员：庹伟，张强，刘志伟，王珂，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44