用于调试相机控制单元(CCU)的方法与流程

用于调试相机控制单元(ccu)的方法
技术领域
1.本发明涉及一种用于调试相机控制单元(ccu)的方法，其中，用于ccu的运行程序从非易失性程序存储器加载到ccu的临时存储器中。


背景技术：

2.这样的相机控制单元例如从内窥镜的领域是已知的，其中，利用视频内窥镜或内窥镜的相机头产生视频数据流，并且在相机控制单元中处理所述视频数据流以用于可视化或其他目的。
3.已经提出，这样的相机控制单元设有扩展模块，以便限定第二视频数据处理路径，所述第二视频数据处理路径例如实现改变的或扩展的功能。


技术实现要素：

4.本发明在这里涉及如下任务，即能够实现相机控制单元与扩展单元的彼此协调。
5.根据本发明，该任务通过具有权利要求1所述特征的方法来解决。
6.据此，开头描述的方法的特征尤其是，检查扩展单元是否与ccu连接，并且如果扩展单元与ccu连接，则运行程序的至少一部分从扩展单元的非易失性程序存储器加载到ccu的临时存储器中。
7.现在，根据本发明的方法的优点在于，扩展单元本身相应地具备其运行所需的运行程序，并且所述运行程序从该扩展单元加载到相机控制单元(ccu)的运行程序中。
8.因此，尤其是不需要在ccu的非易失性程序存储器中改变ccu的运行程序。
9.这尤其是具有如下优点，即相机控制单元(ccu)保持为独立的单元。一旦移除扩展单元，此后就再次加载原始存在的运行程序，从而于是毫无问题地再次提供惯常的功能。
10.据此，ccu不必针对每个可能的扩展从头开始设计。也不必定期更新ccu的运行程序，以便与可能永远不会使用的新的扩展单元兼容。
11.这具有另外的优点，即尤其是可以更容易地处理批准问题，因为在批准相机控制单元时已经不必考虑过多的变型多样性。因为没有不断地改变ccu，所以ccu保留其批准和/或认证。
12.在本发明的一种实施方案中，通过从扩展单元加载的运行程序来在ccu的临时存储器中改变、补充或替换运行程序或该运行程序的一些部分或模块。在此，因此可以首先将ccu的运行程序从其非易失性程序存储器加载。此后，在该运行程序内检查扩展单元是否被连接，并且此后从该扩展单元加载运行程序，该运行程序在临时存储器中替换、改变或补充运行程序的一部分。
13.在一种优选的实施方案中，ccu具有可配置的图像处理单元、尤其是现场可编程门阵列(fpga)。通常在运行程序的初始化阶段期间配置这样的fpga，方式为：配置数据写入到fpga中。在本发明的一种实施方案中，从扩展单元的非易失性程序存储器加载用于可配置的图像处理单元的配置数据。这意味着，例如ccu的运行程序保持不变，并且仅根据扩展单
元来配置fpga。
14.在这样的实施方案中，可以有利的是，在该初始化阶段期间、尤其是在将配置数据加载到fpga中之前进行对扩展单元的存在性的检查。
15.这尤其是在主要在或仅在fpga中进行对视频数据的处理时是适宜的。
16.在本发明的一种实施方案中，在连接或断开扩展单元之后实施所述检查。在此，可以在运行期间加载ccu的运行程序并且对应地在临时存储器中更换或补充ccu的运行程序。尤其地，fpga的重新配置简单地是可行的。在这里，存在如下优点，即可以在运行期间连接扩展单元。如果仅在运行期间出现对扩展单元的需求，例如在具有复杂性的操作期间出现对扩展单元的需求，这可以是适宜的。因此，可以例如在运行期间从2d显示切换为3d显示。
17.在本发明的一种适宜的实施方案中，在加载ccu的运行程序之前进行所述检查。
18.在这里，尤其有利的是，完全从扩展单元的非易失性程序存储器加载ccu的运行程序。这意味着，从ccu的非易失性程序存储器中完全不加载运行程序。以这样的方式始终加载如下运行程序，所述运行程序总体上精确地和扩展单元协调并且和与扩展单元关联的功能协调。在此，在ccu的运行程序中不需要以任何方式来设置ccu的运行程序，因为在该情况下完全从扩展单元加载运行程序。
19.在该实施方案中，可以有利的是，在ccu的启动过程期间进行检查和运行程序的加载，其中，使用pxe协议，并且扩展单元将运行程序在tftp服务器上保持就绪。所述检查例如可以通过ccu的微控制器的启动加载器来进行。
20.检查扩展单元是否被连接例如可以通过如下方式来进行，即由启动加载器检查是否存在tftp服务器，并且该tftp服务器是否将可启动的运行程序保持就绪。
21.通过本发明可以在扩展单元中限定用于视频数据的第二或替代性的处理路径。这例如可以用于3d显示或图像叠加或用于进一步的图像处理，其利用ccu基础单元是不可行的。
22.本发明也包括一种相机控制单元，所述相机控制单元具有用于与扩展单元连接的接口，其特征在于，所述相机控制单元具有临时存储器，并且所述相机控制单元构造成用于，将运行程序从连接的扩展单元的非易失性程序存储器加载到临时存储器中。
23.尤其地，所述相机控制单元构造成，使得根据按照本发明的方法来进行所述加载。
24.有利的是，所述运行程序经由数据连接装置、尤其是无线的或有线的接口来传输。
25.本发明也包括一种扩展单元，所述扩展单元用于与相机控制单元连接，其特征在于，所述扩展单元具有用于相机控制单元的运行程序的非易失性程序存储器，并且具有用于数据连接装置的接口，经由所述数据连接装置能将运行程序传输至相机控制单元。
26.本发明也包括一种图像处理系统，所述图像处理系统具有至少一个相机控制单元、尤其是根据本发明的相机控制单元，并且具有至少一个扩展单元、尤其是根据本发明的扩展单元，所述至少一个相机控制单元和所述至少一个扩展单元经由数据连接装置和视频信号线彼此连接，其中，所述扩展单元具有非易失性程序存储器，在所述非易失性程序存储器中预先保存有运行程序。该运行程序能，尤其是根据本发明的方法，经由数据连接装置加载到相机控制单元的临时存储器中。
附图说明
27.下面根据参考附图的优选的实施例来更详细地阐述本发明。在附图中：
28.图1示出一种根据本发明的方法的流程图，
29.图2示出另一种根据本发明的方法的流程图，
30.图3示出另一种根据本发明的方法的流程图，
31.图4示出一种用于执行根据本发明的方法的具有一个相机控制单元和一个扩展单元的系统的框图，
32.图5示出图4的系统的另一种框图，
33.图6示出图4的系统的另一种框图，
34.图7示出一种用于执行根据本发明的方法的具有一个相机控制单元和两个扩展单元的系统的框图，
35.图8示出图7的系统的另一种框图，
36.图9示出一种用于执行根据本发明的方法的具有两个相机控制单元、一个扩展单元和两个监视器的系统的框图，
37.图10示出一种用于执行根据本发明的方法的具有两个相机控制单元、一个扩展单元和一个监视器的系统的框图。
具体实施方式
38.图1示出一种根据本发明的用于调试相机控制单元1的方法的流程图。例如在图5中更详细地阐述所述相机控制单元。
39.根据图1的方法，在起动s1相机控制单元(基础单元)1之后，首先从所述基础单元1的非易失性程序存储器2加载s2运行程序。该程序存储器2例如可以是只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦写可编程只读存储器(eprom)、闪存、硬盘或可更换的存储介质(例如光盘只读存储器)。所述运行程序加载到基础单元1的临时存储器3中。基础单元1通常具有微控制器4或微处理器，所述微控制器或微处理器实施运行程序。
40.在运行程序被加载之后，实施该运行程序。在所述运行程序内，例如在初始化阶段中，检查s3扩展单元5是否与基础单元1连接。这样的检查例如可以通过分析开关器(所述开关器在扩展单元5被连接的情况下被激活)或者经由在接口处的控制指令来进行。除此之外，在现有技术中已知多种其他的可行性。如果确定没有扩展单元5被链接，则进一步实施s4运行程序。
41.然而，如果扩展单元5与基础单元1连接，则从扩展单元5的非易失性程序存储器6将运行程序加载s5到基础单元1的临时存储器3中。现在，扩展单元5的这样的运行程序适配于利用扩展单元5的用途。为了将基础单元1适配于扩展单元5，替换、补充或改变s6基础单元1的运行程序的至少一部分。这例如可以在基础单元1的临时存储器3中进行或例如在微控制器的工作存储器中进行。在此，例如可以加载或补充用于激活扩展单元5的模块，或更换用于图像处理的算法。在此，决定性的是，扩展单元5本身包含对该扩展单元必要的运行程序，并且该运行程序临时加载到基础单元1中。在此，在每次打开基础单元时都重新进行加载过程。如果此后再次移除扩展单元5，则提供基础单元1的惯常的功能，因为然后加载和实施基础单元1的未改变的、原始的运行程序。
42.在此，有利的是，在制造基础单元1的时间点，不需要考虑随后的扩展单元5。
43.参考图6来阐述图2的方法。在这里，相机控制单元1(即基础单元)具有fpga 7作为视频处理单元。在起动s1之后，如在图1中那样，首先将运行程序从基础单元1的非易失性程序存储器2加载到基础单元1的临时程序存储器3中。
44.接下来检查s3扩展单元5是否与基础单元1连接。如果没有连接扩展单元5，则从基础单元1的非易失性程序存储器2加载s7用于fpga 7的配置数据。最后，例如由微控制器4将所述配置数据写入s9到fpga 7中。基础单元1以fpga 7限定用于视频数据的第一处理路径。然后，在步骤s4中实施运行程序。
45.然而，如果扩展单元5被连接，则取而代之从扩展单元5的非易失性程序存储器6加载s8用于fpga 7的配置数据。接着将该替代性的配置数据写入s9到fpga 7中并且实施s4该替代性的配置数据。在该实施方案中，用于fpga 7的配置数据是在本发明意义上的运行程序的一部分。
46.在该实施方案中，可以有利的是，视频处理完全通过fpga 7来进行。由于该原因，可以足够的是，仅fpga的配置数据适配于扩展单元5的改变的功能。
47.最后，图3示出一种方法，所述方法在起动s1基础单元1之后实施s10启动程序。该启动过程s10在运行程序的加载之前发生。在所述启动过程期间，检查s3扩展单元5是否被连接。同样在运行程序的加载之前实施该检查过程。该启动程序s10例如可以在微控制器4的启动加载器中实现。
48.如果没有连接扩展单元5，则基础单元1的运行程序从基础单元1的非易失性程序存储器2加载s2到基础单元1的临时存储器3中。然后实施s4该运行程序。
49.然而，如果扩展单元5被连接，则将运行程序从扩展单元5的非易失性程序存储器6加载s5到基础单元1的临时存储器3中。然后实施该运行程序。在该实施方案中，此后完全从扩展单元加载运行程序。这是特别有利的，因为运行程序因此能够非常好地适配于扩展单元，并且基础单元的运行程序不需要具有对可能的扩展单元的规定。
50.扩展单元5例如可以借助于tfpt服务器来提供运行程序。基础单元1可以在这样的情况下例如经由pxe启动协议直接从启动程序访问tfpt服务器，以便从扩展单元5加载运行程序。
51.图4示出一种系统8，所述系统具有作为基础单元1的相机控制单元和与该基础单元1连接的扩展单元5。所述连接例如可以经由数据连接装置9来进行。这样的数据连接装置9可以是标准接口(例如usb或以太网)，也可以是无线接口(例如wifi或蓝牙)。然而，也可以在微控制器级别上构造简单的数据接口(例如i2c总线或类似物)。
52.在该系统8中，基础单元1具有视频输入端10，相机11(例如视频内窥镜或具有相机头的内窥镜)连接到所述视频输入端处。基础单元1还具有视频输出端12，一屏幕13连接到所述视频输出端处。因此，基础单元1限定用于视频数据的第一处理路径。扩展单元5限定用于视频数据的第二或替代性的处理路径。
53.在此，可行的是，扩展单元5从基础单元1接收相机11的未经处理的、部分处理的或处理过的视频数据。扩展单元5然后可以使视频数据进行进一步的处理步骤。
54.图5示出图4的系统8的另一种示意图。基础单元1具有非易失性程序存储器2，基础单元1的运行程序存储在该非易失性程序存储器中。基础单元1还具有临时存储器3，运行程
序临时加载到该临时存储器中。这样的临时存储器3可以是闪存存储器、静态随机存取存储器(sram)或微控制器4的工作存储器(见图6)。扩展单元5同样具有非易失性程序存储器6，扩展单元5的运行程序存储在该非易失性程序存储器中。在起动基础单元1时，根据图3的方法，由启动加载器14将运行程序从基础单元1或从扩展单元5加载到基础单元1的临时存储器3中。
55.图6示出系统8的一种另外的示意图。基础单元1还具有微控制器4和fpga 7，所述fpga与所述微控制器4连接。根据按照图2的方法，fpga 7由微控制器4配置，其中，根据扩展单元5的存在性来从基础单元的非易失性程序存储器2或从扩展单元5的非易失性程序存储器6加载配置数据。
56.扩展单元5同样具有微控制器4，所述微控制器具有单独的运行程序。所述运行程序存储在单独的非易失性程序存储器6中，并且在起动时加载到扩展单元5的临时存储器3中。扩展单元5同样具有用于视频处理的fpga 7。
57.所述两个fpga 7经由单独的视频信号连接装置15彼此连接。根据用途，基础单元1的fpga 7通过扩展单元5的运行程序配置成，使得该fpga将视频信号未经处理地或以特定的限值预处理地传递至扩展单元的fpga 7。因此，例如对于3d图像显示，可以将基础单元1的fpga 7配置成，使得该fpga例如处理左边的图像信路，而扩展单元的fpga 7处理右边的图像信路。然而，在这里，多种其他的用途是可行的，从而本发明不应限制于特定类型的视频处理。
58.为了将视频信号传输至扩展单元，例如可以存在单独的视频信号接口(例如sdi接口)。然而，现有的接口(例如基础单元的dvi接口或hdmi接口)也可以通过扩展运行程序重新编程成，使得进行非特定接口的视频信号传输。以这样的方式，基础单元不需要具有单独的接口。在其他情况下通常设置用于连接屏幕的视频输出端12可以用于在两个fpga之间交换视频信号。
59.图7示出一种替代性的系统8，该系统具有一个基础单元和两个扩展单元5。其中，各扩展单元5串联设置，从而仅有一个扩展单元5与基础单元1直接连接。第二扩展单元5
‑
2因此与第一扩展单元5
‑
1连接。根据图8，该系统8在其他方面对应于图6的系统。
60.在此，例如可行的是，所述第一扩展单元5
‑
1根据按照本发明的方法从第二扩展单元5
‑
2加载运行程序。第一扩展单元5
‑
1为此同样具有临时存储器3。而基础单元根据按照本发明的方法从第一扩展单元5
‑
1加载运行程序。
61.图9示出一种替代性的系统8，该系统具有两个基础单元1和一个扩展单元5，该扩展单元连接在所述两个基础单元1之间。在该系统8中，两个基础单元1根据本发明从扩展单元1加载运行程序。
62.在该示例中，每个基础单元1具有视频输入端10和视频输出端12，相机11或屏幕13相应地连接到所述视频输入端和视频输出端处。例如，这样的系统适用于画中画显示或适用于在不同光谱范围中的图像叠加，例如荧光图像和正常图像。
63.图10示出一种与图9类似的系统8。然而，在这里，扩展单元5具有视频输出端12，单个屏幕13连接到该视频输出端处。因此，例如3d显示是可能的。
64.附图标记列表
[0065]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
基础单元
[0066]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
基础单元的非易失性程序存储器
[0067]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
临时存储器
[0068]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
微控制器
[0069]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
扩展单元
[0070]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
扩展单元的非易失性程序存储器
[0071]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
现场可编程门阵列
[0072]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
系统
[0073]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
电缆连接装置
[0074]
10
ꢀꢀꢀꢀ
视频输入端
[0075]
11
ꢀꢀꢀꢀ
相机
[0076]
12
ꢀꢀꢀꢀ
视频输出端
[0077]
13
ꢀꢀꢀꢀ
屏幕
[0078]
14
ꢀꢀꢀꢀ
启动加载器
[0079]
15
ꢀꢀꢀꢀ
视频信号连接装置
[0080]
s1
ꢀꢀꢀꢀ
起动
[0081]
s2
ꢀꢀꢀꢀ
从基础单元加载运行程序
[0082]
s3
ꢀꢀꢀꢀ
检查扩展单元是否被连接
[0083]
s4
ꢀꢀꢀꢀ
实施运行程序
[0084]
s5
ꢀꢀꢀꢀ
从扩展单元加载运行程序
[0085]
s6
ꢀꢀꢀꢀ
改变/补充/替换运行程序
[0086]
s7
ꢀꢀꢀꢀ
从基础单元加载fpga配置数据
[0087]
s8
ꢀꢀꢀꢀ
从扩展单元加载fpga配置数据
[0088]
s9
ꢀꢀꢀꢀ
将fpga配置数据写入fpga
[0089]
s10
ꢀꢀꢀ
实施启动程序