用于提高车辆计算平台中的响应性的方法和系统

摘要

用于提高车辆计算平台的响应性的方法和系统包括在计算设备的预引导阶段期间实现照相机特征并且使用所述计算设备的专用操作模式来发起照相机图像数据到显示器的流式传送。

说明书

背景技术

车辆计算平台能够实现增强驾驶体验和/或向驾驶员提供帮助的多个 特征。后视镜照相机是一个这样的特征。由后视镜照相机捕获的图像可以 在车辆的驾驶员的视野范围内显示，以便例如帮助驾驶员在倒车时避免障 碍物。车辆常常倒车以便退出停车空间。因此，驾驶员通常在启动车辆之 后不久转换到倒档。

许多计算平台使用专用操作模式来处理系统级功能，例如以功率管理、 硬件控制和/或误差处理为例。在一些计算环境中，专用操作模式被称为系 统管理模式(SMM)，并且该术语可以在本文用于更一般地指代这样的专 用操作模式。

SMM是典型地从由计算平台的处理器执行的任何操作系统隐藏的平 台服务。可以通过管理中断事件的生成来发起系统管理模式的使用，取决 于特定的处理器架构，该管理中断事件例如是系统管理中断(SMI)或平 台管理中断(PMI)。这些中断事件通常是不可屏蔽的，并且因而优先于可 屏蔽的中断和其它事件。典型地，管理中断发起与可能正在执行的任何操 作系统过程同时运行的异步过程。

附图说明

在附图中通过示例而非限制的方式来说明本文描述的发明。为了说明 的简单和清楚，在附图中说明的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚 起见，可以相对于其它元件来放大一些元件的尺寸。进而，在被认为适当 的场合，在附图当中重复附图标记以便指示相应或相似的元件。

图1是车辆导航系统的计算平台的至少一个实施例的简化框图；

图2是图1的计算设备的操作阶段和操作模式的至少一个实施例的简 化时序图；

图3是用于分配用于存储图像数据的存储器的方法的至少一个实施例 的简化流程图；

图4是用于获得图像数据的方法的至少一个实施例的简化流程图；以 及

图5是用于显示图像数据的方法的至少一个实施例的简化流程图。

具体实施方式

尽管本公开的概念容许各种修改和可选形式，但是在附图中通过示例 的方式示出了其具体的示例性实施例，并且将在本文详细描述该具体的示 例性实施例。然而应该理解，并不意在将本公开的概念局限于所公开的特 定形式，而是相反，意在涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和 范围内的所有修改、等效和可选形式。

在下面的描述中，阐述了诸如逻辑实现、操作码、指定操作数的方式、 资源划分/共享/复制实现、系统部件的类型和相互关系以及逻辑划分/集成 选择的许多具体细节，以便提供对本公开的更加全面的理解。然而，本领 域中的技术人员将认识到，可以在没有这样的具体细节的情况下来实践本 公开的实施例。在其它实例中，没有详细示出控制结构、门级电路和全软 件指令序列，以便不使本发明难于理解。使用所包括的描述，本领域的普 通技术人员将能够在不需要过度实验的情况下来实现适当的功能。

在说明书中对“一个实施例”、“实施例”“示例实施例”等等的提及指 示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每一个实施例 可能不是必须包括特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语并不一定 指代相同的实施例。进而，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时， 认为结合其它实施例实施这样的特征、结构或特性在本领域的技术人员的 知识范围内，而不管所述其它实施例是否被明确描述。

本发明的实施例可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实现。在计 算机系统中实现的本发明实施例可以包括部件之间的一个或多个基于总线 的互连和/或部件之间的一个或多个点对点互连。本发明的实施例也可以实 现为存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取 和执行。机器可读介质可以包括用于按照机器(例如，计算设备)可读的 形式存储或发送信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储 器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪 存设备等等。

现在参照图1，说明性车辆10包括车辆导航系统12，该车辆导航系统 12可以集成到车辆10中(例如安装在车辆仪表板中)或者可以体现为从车 辆10可移除的车辆附件。说明性车辆导航系统12包括计算设备14、后视 镜照相机18和显示器20。在使用中，计算设备14配置为控制显示器20 以显示从后视镜照相机18接收的图像，以便在倒档中时(例如，当车辆10 正在倒退时)向驾驶员提供视觉导引。特别是，如在下面更详细讨论的， 计算设备14配置为即时地激活后视镜照相机18的特征，以使得从后视镜 照相机18接收的图像可以在车辆10开启之后不久显示在显示器20上。

车辆10可以体现为包括至少一个前进档、至少一个倒档和使驾驶员能 够从前进档转换到倒档的机制(例如，具有换档选择器的传动装置)的任 何类型的动力车辆。说明性车辆10包括倒退换档检测器16，该倒退换挡检 测器16可以体现为能够通过其检测到转换到倒档的任何设备或机制。例如， 倒退换档检测器16可以体现为位于车辆10的传动装置上或换档选择器上 的传感器。在任何情况下，倒退换档检测器16响应于倒退换档事件的发生 而提供指示(例如以电压输出或没有电压输出为例)。

如上面讨论的，车辆导航系统12可以与车辆10集成在一起(例如， 安装在车辆仪表板中)，或者可以体现为插入位于车辆驾驶舱中的电源插座 中的售后产品。在一些实施例中，车辆导航系统12形成可以提供可由车辆 的乘客使用的大量数字应用的较大“车载资讯娱乐”系统的一部分，该数 字应用例如是后座娱乐、音乐、基于位置的服务和诸如到互联网和/或路边 帮助服务的接入的外部连接特征。

后视镜照相机18可以体现为紧凑数字视频照相机，可以将其放置在车 辆10上或车辆10中的适当位置中以便捕获车辆10的后端和周围区域的部 分的视频图像数据。在一些实施例中，后视镜照相机18合并到车辆10中， 例如在后尾灯内，在后保险杠内，等等。在一些实施例中，显示器20可以 包括紧凑的数字视频显示器，例如小(例如，7英寸)触摸屏显示器等等。 在一些实施例中，显示器20可以体现为多用途显示器，例如用于可选地或 除了从后视镜照相机18接收的视频图像数据以外显示全球定位系统(GPS) 应用或其它应用。显示器20典型地位于驾驶员的视场内的车辆驾驶舱中。

计算设备14包括至少一个处理器22、输入/输出(I/O)子系统24和 至少一个数据贮存器28。在说明性实施例的车辆计算平台背景中，计算设 备14典型地体现为安装在车辆10中的嵌入式系统。然而，计算设备14可 以体现为具有与其相关联的照相机的任何类型的计算设备，例如桌上型计 算机系统、膝上型或平板计算机系统、服务器、企业计算机系统、计算机 的网络、手持计算设备或其它电子设备，取决于特定的应用。

处理器22包括至少一个处理器核心30。除了大量高速缓存以外，处 理器22还包括或者以其它方式可通信地耦合到存储器26。存储器26可以 体现为任何类型的适当存储器设备，例如动态随机存取存储器设备 (DRAM)、同步动态随机存取存储器设备(SDRAM)、双数据率动态随机 存取存储器设备(DDR SDRAM)和/或其它易失性存储器设备。

处理器22也可通信地耦合到I/O子系统24。说明性I/O子系统24包 括存储器控制器(例如，存储器控制器中心(MCH)或北桥)34、输入/ 输出控制器(例如，输入/输出控制器中心(ICH)或南桥)36和固件设备 38。当然，在其它实施例中，可以使用具有其它配置的I/O子系统。例如， 在一些实施例中，I/O子系统24可以形成片上系统(SoC)的一部分，并 且可以连同处理器104和计算设备14的其它部件一起合并在单个集成电路 芯片上。这样，尽管在图1中将I/O子系统24的部件说明为单独的部件， 但是将认识到，在一些实施例中，I/O子系统24的每一个部件可以位于公 共集成电路芯片上。

存储器控制器34可通信地耦合到存储器26以及图形和视频接口44。 图形和视频接口44可通信地耦合到后视镜照相机18和显示器20。图形和 视频接口44例如包括低压差分信令(LVDS)或视频图形阵列(VGA)接 口。

存储器控制器34也可通信地耦合到I/O控制器36，并且I/O控制器36 可通信地耦合到固件设备38。固件设备38典型地体现为诸如闪存的非易失 性存储器或只读存储器(ROM)设备。在说明性实施例中，固件设备38 存储通常被称为基本输入/输出系统(BIOS)46的例程的集合，包括专用 操作模式(例如，SMM)数据和/或指令，例如SMM定时器处理程序48 和/或其它信息。

典型地，BIOS46使计算设备14能够启动操作系统并且与车辆导航系 统12中的各种设备进行通信。取决于特定的处理器架构，可以使用统一可 扩展固件接口(UEFI)来代替BIOS；然而，为了描述的容易，术语“BIOS” 在本文可以用于更一般地指代BIOS、UEFI或任何类似的这样的机制。在 操作期间，为了更快的执行或其它原因，可以将BIOS46和/或SMM定时 器处理程序48的部分拷贝到存储器26。

I/O子系统24还包括中断控制器40和定时器42。尽管为了说明的容 易而单独地示出，但是中断控制器40和/或定时器42中的每一个或任意一 个可以例如体现在I/O控制器36、固件38和/或处理器22中。中断控制器 40响应于事件的发生而生成管理中断(例如，SMI或PMI)。可以启动定 时器42以便对确定的或可编程的时间段(例如，0.9ms-2.1ms、12ms-20ms、 28-36ms或60-68ms)进行倒计数，以使得该时间段的终止发起管理中断。

I/O控制器36也可通信地耦合到数据贮存器28。在说明性实施例中， 操作系统(O/S)32存在于数据贮存器28中。操作系统32例如是Microsoft Linux或者在一些实施例中可以针对分立的、手持或便携式电 子设备特别设计的其它类似的指令集。由于较快的处理或其它原因，可以 在操作期间将O/S32的部分拷贝到存储器26。

I/O控制器36可以可通信地耦合到诸如网络接口(未示出)的一个或 多个其它外围设备，例如取决于计算设备14的预期使用。进而，应该认识 到，为了描述的清楚，计算设备14可以包括未在图1中说明的其它部件、 子部件和设备。

通常，如图1所示，通过被示意性地表示为双向箭头的一个或多个信 号路径来可通信地耦合车辆10的部件、车辆导航系统12和计算设备14。 这样的信号路径可以体现为能够促进各自的设备之间的通信的任何类型的 有线或无线信号路径。例如，信号路径可以体现为任何数量的布线、印刷 电路板迹线、通孔、总线、点对点互连、中间设备和/或类似设备。

在操作中，典型地在车辆10开启的同时将功率供应到车辆导航系统 12；然而，这不需要是这种情况。例如，在一些实施例中，车辆的驾驶员 可以在启动车辆10之后开启或关闭车辆导航系统12。参照图2，时序图说 明了在车辆导航系统12开启之后发生的计算设备14的操作阶段。因为计 算设备14能够在正常操作模式66和专用操作模式68中操作，因此图2也 说明了在那些模式的每一个中发生的指令、例程、过程等等。

计算设备14的操作阶段包括固件初始化或“BIOS”阶段60、操作系 统引导阶段62和操作系统运行阶段64。固件初始化阶段60和O/S引导阶 段62可以被更一般地称为“预引导”阶段，而O/S运行阶段64可以被称 为“运行时间”阶段。阶段60、62、64通常一个接一个地发生；例如，O/S 引导阶段62典型地不开始，直到固件初始化阶段60完成为止。同样，O/S 运行阶段64典型地不开始，直到O/S引导阶段62完成为止。操作模式66、 68可以同时运行。

在固件初始化阶段60期间，计算设备14执行指令、例程、过程等等 以便实现由块70、72、74、76和78识别的任务。这些任务在正常操作模 式66中实现。在块70，初始化BIOS46。在块72，将可以例如包括车辆 或软件产品标识的启动画面(splash screen)显示在显示器20处。

由块70、72、74、76和78表示的任务配置计算设备14用于图像数据 从后视镜照相机18到显示器20的实时流式传送。在块74，安装配置为将 图像数据从后视镜照相机18流式传送到计算设备14的存储器中的SMM 定时器处理程序48。定时器处理程序48包括在SMM操作模式48中运行 并且实现来自照相机18的图像数据的获取的指令、例程等等。可以体现在 定时器处理程序48中的说明性方法在图4中示出并且在下面进行描述。

在块76，分配存储器用于存储来自照相机18的图像数据。用于实现 块76的任务的说明性方法在下面描述的图3中示出。在块80，使用管理中 断50将所分配的存储器的地址报告给定时器处理程序48。在说明性实施例 中，管理中断50是在SMM模式68中发起异步过程的不可屏蔽的中断。 在块78，照相机18被初始化。由块70、72、74、76和78识别的任务在时 间T1之前发生，T1标记固件初始化阶段60的结束。

块82、84、86和88说明了在O/S引导阶段62期间发生的典型活动。 在块82，装入操作系统32。在块84，初始化操作系统图形驱动器。在块 86，将用于操作系统32的文件系统装入存储器26中。在块86，初始化用 于操作系统32的用户接口。由块82、84、86、88识别的任务在时间T2之 前发生，T2标记O/S引导阶段62的结束以及实际上预引导阶段的结束。 在时间T2之后，计算设备14在O/S运行阶段64中操作，其中计算设备 14典型地可用于与用户交互。在这一阶段期间，可以执行一个或多个操作 系统应用90，直到车辆导航系统12被关闭为止。

将认识到，在许多计算设备中完成固件初始化阶段60的时间典型地在 大约2秒(T1)的范围内，并且完成O/S引导阶段62的时间典型地在大约 4到8秒(T2)的范围内。结果，用于完成预引导阶段，例如从通电到O/S 运行阶段64的开始，的总逝去时间可以在大约6到10秒的范围内。如图2 所示，块74、76、78和80配置计算设备14以便在固件初始化阶段60结 束之前，并且因而在预引导阶段结束之前，从后视镜照相机18接收图像数 据。

参照图2的块92、94、95和96，车辆导航系统12在检测到车辆10 转换到倒档中时实现图像数据从后视镜照相机18到显示器20的流式传送。 在块92，导航系统12例如通过针对来自倒退换档检测器16的信号监控I/O 控制器36的I/O端口来检测倒退换档事件。如由双向箭头98指示的，块 92、94、96可以在计算设备14的预引导阶段或运行时间阶段期间发生。更 具体地，一旦由块74、76、78和80识别的任务完成，块92、94、95和96 就可以在计算设备14的三个操作阶段60、62、64中的任意一个期间发生。 如下面解释的，数据从照相机18到显示面板20的流式传送在少量时间内 由时间处理程序48执行，以使得诸如系统初始化、O/S引导和用户应用的 执行的正常CPU操作不知道任何中断。

如果在块92检测到倒退换档事件，则在块94，控制转移到SMM操作 模式68，其中执行定时器处理程序48(图4)以便将实时视频图像数据从 照相机18流式传送到在块76分配的存储器。控制的这一转移由箭头52表 示的不可屏蔽的中断(例如，SMI或PMI)发起。

在块94，启动定时器42，并且如果定时器42期满，则发起在图4中 说明性示出并在下面描述的方法400。在块95，将公共缓冲器的主缓冲器 设置到非透明模式。在块96，发起在图5中说明性示出的方法500以便在 显示器20处实时地周期性地显示图像数据，如果车辆10在倒档中。在将 实时视频图像流式传送到存储器之后，SMM定时器处理程序48将控制返 回到在正常CPU模式中典型地执行的活动(例如，系统初始化、O/S引导、 用户应用等等)。

现在参照图3，示出了用于实现图2的块76的任务的说明性方法300， 该任务用于针对要从照相机18接收的图像数据分配存储器。在块302，计 算设备14建立包括主缓冲器和辅助缓冲器的公共缓冲器。为此，BIOS46 从存储器26或I/O子系统24可用的其它存储器分配存储器阵列。BIOS46 还使公共缓冲器受重写策略影响，其中主缓冲器被指定比辅助缓冲器更高 的优先级。

在块304，计算设备14将主缓冲器指定到来自照相机18的图像数据， 而将辅助缓冲器指定到BIOS46和O/S32的正常输出。在预引导阶段60、 62期间，正常输出典型地是在块72显示的启动画面。在O/S运行阶段64 期间，正常输出可以包括图形用户接口或O/S的其它输出或可以运行的任 何应用。

公共缓冲器配置为可由图形和视频接口44使用，而不考虑计算设备 14的操作阶段。即，取决于操作60、62、64的阶段，在处理照相机图像数 据时可以涉及不同的图形驱动器。例如，在固件初始化阶段60期间，图形 输出协议(GOP)驱动器可以处理照相机图像数据，而在O/S引导阶段62 期间，标准(例如VGA兼容的)帧缓冲器驱动器可以处理图像数据，并且 在O/S运行阶段64期间，诸如直接渲染管理器(DRAM)图形驱动器的全 特征图形驱动器可以处理照相机图像数据。在块306，将正常系统输出接收 到辅助缓冲器中，并且由针对该操作阶段的适当的图形驱动器在显示器20 处进行显示。块306的过程典型地继续，直到倒退换档事件发生或者另一 事件中断计算设备14的正常操作为止。

现在参照图4，示出了配置为如果发生倒退换档事件则将照相机图像 数据流式传送到存储器的说明性方法400。如果计算设备14检测到倒退换 档事件，例如，如上所述，则根据指定的超时间隔在块94(见图2)启动 定时器42。这样，在块402，如果超时间隔终止，则生成管理中断以便使 处理器22进入SMM操作模式68并且执行在块74(见图2)安装的定时 器处理程序48。管理中断典型地是采用优于其它事件的优先级的不可屏蔽 的中断。

在块404，执行检查以便例如通过监控如上所述的I/O端口来确定车辆 10是否在倒档中。如果车辆10不在倒档中，则在块406将主缓冲器设置到 透明模式，并且在块408禁止定时器42。如果车辆10在倒档中，则在块 410经由图形和视频接口44从照相机18获得图像数据，并且在块412将该 图像数据存储在主缓冲器中。块406、408、410和412说明了在SMM操 作模式68中典型地由定时器处理程序48执行的任务。在块414，控制返回 到正常CPU操作模式66。

现在参照图5，示出了用于实现图2的块96的任务的说明性方法500， 该任务用于在显示器20处显示照相机图像数据。在块502，图形和视频接 口44进行检查以便查看照相机数据的主缓冲器是否在透明模式中。如果主 缓冲器不在透明模式中，则在块504将主缓冲器的内容添加到公共缓冲器 的最终组合缓冲器中。如果主缓冲器在透明模式中，则忽略主缓冲器的内 容。

在块506，将辅助缓冲器的内容(例如，正常屏幕输出)添加到公共 缓冲器的最终组合缓冲器。因而，如果车辆10在倒档中，则最终组合缓冲 器可以包括主缓冲器和辅助缓冲器的内容。然而，如果车辆10不在倒档中， 则最终组合缓冲器可以仅包括辅助缓冲器的内容。

取决于照相机图像输出的尺寸，照相机图像数据可以覆盖显示器20的 总屏幕区域的全部或一部分。换句话说，在显示器20处同时显示照相机输 出和正常输出二者是可能的。并且，将认识到，如果在计算设备14处于 O/S运行阶段64中时发生倒退换档，则将在显示器20处显示后视镜照相 机输出，重写正常屏幕输出(至少关于照相机图像的尺寸)，这可以包括重 写O/S应用的输出。

尽管在附图和前面的描述中详细说明和描述了本公开，但是这样的说 明和描述应该被认为在本质上是示例性而非限制性的，应该理解，仅示出 和描述了说明性实施例，并且期望保护出现在本公开的精神内的所有变化 和修改。进而，尽管在车辆计算平台的背景中描述了本公开的方面，但是 将理解，各种方面具有其它应用，例如其中期望使处理器对与计算设备的 正常操作模式同时运行的过程给予优先级的任何应用。这样的应用可以例 如包括消费电子设备和家用电器应用。