JP2021513772A - スマートセンサシステムアーキテクチャ、その実現方法および装置 - Google Patents

スマートセンサシステムアーキテクチャ、その実現方法および装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、スマートセンサシステムアーキテクチャ、その実現方法および装置であり、該システムアーキテクチャは、センサモジュールと、人工知能処理モジュールとを備え、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとがモノリシック集積またはモジュール集積の方式により接続され、前記センサモジュールは、測定信号を取得し、前記測定信号を電気信号に変換するように構成され、前記人工知能処理モジュールは、前記センサモジュールが生成した前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。【選択図】図１

Description

本願の実施例は、センサおよび人工知能の技術分野に関し、例えば、スマートセンサシステムアーキテクチャ、その実現方法および装置に関する。
技術の進歩に伴い、人工知能は急速に発展している学科として、画像または音声等のデジタル信号処理に広く適用されている。人工知能とセンサ技術とを組み合わせることにより、センサの知能レベルを向上させ、人工知能の発展の１つの重要な方向でもある。
関連技術において、人工知能とセンサ技術とを組み合わせる方式は、以下のように表現される。スマートデバイスのシステムアーキテクチャは、センサと、人工知能機能を実現するためのシステムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ、ＳｏＣと略称する）とを備え、センサとＳｏＣとの間がデータ線により接続され、センサは、センサ信号をデータ線によりＳｏＣに伝送して、例えば、顔認識、シーン認識および意味認識等の仮想化インテリジェントの判断または解析を行う。
しかし、人工知能の適用範囲の拡張に従い、システムアーキテクチャ（Ｓｙｓｔｅｍ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）は人工知能発展のボトルネックとなり、以下の３つの点で表現される。
（１）単位時間内のセンサからＳｏＣに伝送されるデータ量の増加につれ、データ線の伝送方式により、伝送帯域幅が限られて伝送レートが低いという問題が生じ、センサブリッジを用いて伝送レートを向上させるが、向上可能な範囲に制限があり、逆に遅延が増大する。
（２）センサのセンサ信号に対して人工知能処理を行う過程の遅延が大きく、自動・支援運転等の遅延に比較的敏感な応用分野に適用せず、適用可能な範囲が狭い。
（３）センサ信号のデジタル化に信号歪みが生成され、紛失した情報は後続の人工知能操作に悪影響を与える可能性がある。
本願の実施例は、従来技術における伝送レートが低く、伝送遅延が大きいという問題を解決するスマートセンサシステムアーキテクチャ、その実現方法および装置を提供する。
第１の態様では、本願の実施例は、センサモジュールと、人工知能処理モジュールとを備え、
前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとがモノリシック集積またはモジュール集積の方式により接続され、
前記センサモジュールは、測定信号を取得し、前記測定信号を電気信号に変換するように構成され、
前記人工知能処理モジュールは、前記センサモジュールが生成した前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される、
スマートセンサシステムアーキテクチャを提供する。
第２の態様では、本願の実施例は、
人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することと、
前記人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することと、
を含む、スマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法を更に提供する。
第３の態様では、本願の実施例は、
人工知能処理モジュールに設けられ、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得するように構成される取得ユニットと、
人工知能処理モジュールに設けられ、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される人工知能処理ユニットと、
を備える、スマートセンサシステムアーキテクチャの実現装置を更に提供する。
本願は、上記いずれか一態様のスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令が記憶されているコンピュータ可読記憶媒体を更に提供する。
本願は、１つまたは複数のプロセッサと、メモリと、１つまたは複数のプログラムとを備え、前記１つまたは複数のプログラムは、メモリに記憶され、１つまたは複数のプロセッサにより実行されると、上記いずれか一態様のスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法を実行する、スマートセンサデバイスを更に提供する。
本願は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを含み、前記コンピュータプログラムはプログラム命令を含み、前記プログラム命令がコンピュータにより実行されると、前記コンピュータに上記いずれか１種のスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法を実行させる、コンピュータプログラム製品を更に提供する。
本願の実施例は、センサモジュールと人工知能処理モジュールとをモノリシック集積またはモジュール集積の方式で接続することにより、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間がデータ線を介して接続される従来の接続方式を突破し、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間の伝送距離を短縮し、更にデータ伝送レートを効果的に向上させ、データ伝送の遅延を低減することができ、センサモジュールが生成した信号に対して人工知能操作を速やかに実行することができ、人工知能化の程度を向上させ、システムアーキテクチャの設計を最適化し、適用可能な範囲が広い。
一実施例におけるスマートセンサのシステムアーキテクチャの構造模式図である。 一実施例におけるスマートセンサのモノリシック集積方式の構造模式図である。 一実施例におけるスマートセンサのモジュール集積方式の構造模式図である。 一実施例における更なるスマートセンサのモジュール集積方式の構造模式図である。 一実施例におけるセンサモジュールの構造模式図である。 一実施例における人工知能処理モジュールの構造模式図である。 一実施例におけるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。 一実施例における更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。 一実施例における更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。 一実施例における更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。 一実施例における更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。 一実施例における更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。 一実施例におけるスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法のフローチャートである。 一実施例におけるスマートセンサシステムアーキテクチャの実現装置の構造模式図である。 一実施例におけるスマートセンサデバイスのハードウェアの構造模式図である。
以下、図面および実施例を参照しながら本願について更に詳細に説明する。ここで説明する具体的な実施例は本願を解釈するためのものに過ぎず、本願を限定するものではないことが理解できる。なお、説明の便宜上、図面には全ての構造が示されず、本願に関連する部分のみが示される。
図１は、一実施例に係るスマートセンサのシステムアーキテクチャの構造模式図である。本実施例は、スマートセンサのシステムアーキテクチャによりセンサ信号を収集して人工知能操作を実行することを実現する場合に適用でき、該システムは、ソフトウェアおよび／またはハードウェアの方式で実現でき、一般的に携帯電話またはタブレットコンピュータ等のようなスマート端末装置に集積される。
本願の実施例のシステムは、センサモジュール１１０と、人工知能処理モジュール１２０とを備える。
前記センサモジュール１１０および前記人工知能処理モジュール１２０は、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により接続される。
センサモジュールおよび人工知能処理モジュールは、１つのチップに集積されてもよく、またはセンサモジュールが位置するチップおよび人工知能処理モジュールが位置するチップは、モジュール集積されてもよい。一実施例において、センサモジュールと人工知能処理モジュールとがモノリシック集積される場合、センサモジュールおよび人工知能処理モジュールは、チップにおける金属配線によりデータを伝送することができる。センサモジュールと人工知能処理モジュールとがモジュール集積される場合、センサモジュールが位置するチップおよび人工知能処理モジュールが位置するチップは、接続板における金属配線によりデータを伝送することができる。同一のチップに集積されたセンサモジュールおよび人工知能処理モジュールが金属配線によりデータを伝送すること、または異なるチップにあるセンサモジュールおよび人工知能処理モジュールが接続板における金属配線によりデータを伝送することは、関連技術におけるデータ線によりデータを伝送する方式と比べ、伝送レートが大きく、伝送遅延が小さいことが、発明者は研究により見出した。
前記センサモジュール１１０は、測定信号を取得し、前記測定信号を電気信号に変換するように構成される。
一実施例において、センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットを備えてもよく、信号処理または信号制御に用いられる機能性回路を更に備えてもよい。センサモジュールにおける少なくとも１つのセンサユニットは、光信号、音声信号、温度信号、圧力信号等のような異なる種類の測定信号を収集するために用いられてもよく、それに対応し、センサモジュールは、画像センシング、音声センシング、温度センシング、圧力センシング等に用いられてもよい。異なる応用シーンに基づき、センサモジュールは実際応用のニーズに応じて対応する種類の測定信号を取得してもよく、センサモジュールは少なくとも１種の測定信号を同時に取得してもよく、本願の実施例は、センサモジュールが取得する測定信号の種類および種類の数を制限しない。
前記人工知能処理モジュール１２０は、前記センサモジュール１１０が生成した前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。
一実施例において、人工知能処理モジュールは少なくとも１つの機能ユニットに分けることができ、各機能ユニットは対応する人工知能操作を実行することができる。人工知能操作は、顔認識、虹彩認識、自然言語処理、および言語認識等を含んでもよく、人工知能処理モジュールは、センサモジュールが生成または出力した電気信号に基づいて少なくとも１種の人工知能操作を実行することができる。一実施例において、人工知能処理モジュールは人工知能プロセッサを備えてもよく、デジタル信号プロセッサを備えてもよい。人工知能プロセッサにおいて、予め記憶された人工知能処理命令に基づいて対応する人工知能処理操作を実行してもよく、中央処理装置またはアプリケーションプロセッサが送信した人工知能処理命令に基づいて対応する人工知能処理操作を実行してもよい。人工知能処理モジュールとセンサモジュールとを組み合わせる方式は、実際応用の条件に応じて設定することができる。例示的には、遅延に比較的敏感な適用条件にある場合、例えば、自動運転環境で車両の前方に人がいると識別した後に自動的にブレーキをかける場合、人工知能処理モジュールにおける人工知能プロセッサはセンサモジュールにおける一部の機能性回路と一体回路を構成することができ、センサモジュールの機能を実現する同時に、人工知能処理操作を実行することにより、遅延を節約する。他のデジタル信号処理に対する要求がない適用条件にある場合、人工知能処理モジュールにおける人工知能プロセッサはセンサモジュールにおけるアナログデジタル変換回路と一体回路を構成することができ、人工知能処理操作を実行し、アナログデジタル変換機能を実現することにより、デジタル信号処理回路による余分な遅延を低減する。遅延または誤差に比較的鈍感な適用条件にある場合、人工知能処理モジュールにおける人工知能プロセッサはデジタル信号プロセッサによりセンサモジュールに接続され、関連するデジタル信号処理操作を実行してから人工知能処理操作を実行することができる。
本実施例において、センサモジュールを自動車の安全運転支援の技術分野に適用することを例とし、異なる種類の測定信号を取得するためのセンサモジュールを車両に取り付けることができる。例示的には、センサモジュールは、赤外線センサユニット、光電センサユニット、マイクロ波レーダ測距センサユニット、およびレーザレーダ測距センサユニット等を含んでもよく、車両、道路、および車両周囲の状況等の情報を取得し、人工知能処理モジュールと合わせて運転者を支援して環境感知能力を増加させ、警報信号を提供する。
本願の実施例に係るスマートセンサシステムアーキテクチャは、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間がデータ線を介して接続される従来の接続方式を突破することができ、システムアーキテクチャの設計を最適化することにより、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間の伝送距離を短縮し、更にデータ伝送レートを効果的に向上させ、データ伝送の遅延を低減し、センサモジュールが取得した信号に対して人工知能操作を速やかに実行することができ、人工知能化の程度を向上させ、適用可能な範囲が広い。
本願は、上記実施例を基に最適化し、スマートセンサシステムアーキテクチャを更に最適化した一実施例を更に提供する。図２ａは、本実施例に係るスマートセンサのモノリシック集積方式の構造模式図である。図２ａに示すように、本実施例は、
センサモジュール２１０と、人工知能処理モジュール２２０とを備え、
前記センサモジュール２１０と前記人工知能処理モジュール２２０とがモノリシック集積方式により接続される。
一実施例において、前記モノリシック集積は、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとが同一のチップに集積され、且つ、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとが前記チップにおける金属配線により接続され、前記金属配線が少なくとも１つの金属層に位置することを含む。
センサモジュールと人工知能処理モジュールとは同一のチップに集積され、チップにおける金属配線により接続され、金属配線は同一の金属層に位置してもよく、異なる金属層に位置してもよく、本願の実施例はこれについて制限しない。
前記センサモジュール２１０と前記人工知能処理モジュール２２０とはモジュール集積方式により接続されてもよい。
一実施例において、前記モジュール集積は、前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられ、前記異なる独立したチップが接続板における金属配線により接続され、前記金属配線が少なくとも１つの金属層に位置することを含む。
センサモジュールが位置するチップと人工知能処理モジュールが位置するチップとをモジュール集積することは、センサモジュールが位置するチップと人工知能処理モジュールが位置するチップとを所定の距離で同一のモジュールに集積し、２つのチップ間の接続板の金属配線により接続すると理解されてもよく、金属配線は同一の金属層に位置してもよく、異なる金属層に位置してもよく、本願の実施例はこれについて制限しない。第１所定のプロセスパラメータに基づいてセンサモジュールが位置するチップを製造してもよく、第２所定のプロセスパラメータに基づいて人工知能処理モジュールが位置するチップを製造してもよく、第１所定のプロセスパラメータおよび第２所定のプロセスパラメータは実際の場合に応じて設定されてもよい。例えば、第１所定のプロセスパラメータは１１０ｎｍとしてもよく、第２所定のプロセスパラメータは２８ｎｍとしてもよく、第２所定のプロセスパラメータは１０ｎｍ以下としてもよい。異なるプロセスパラメータに基づいてセンサモジュールが位置するチップおよび人工知能処理モジュールが位置するチップを製造することにより、モジュール全体のコストパフォーマンスを向上させることができ、更に、モジュール集積の方式により、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間のノイズ干渉を低減することができる。
図２ｂは、本願の一実施例に係るスマートセンサのモジュール集積方式の構造模式図である。図２ｂに示すように、前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられ、前記異なる独立したチップが接続板における金属配線により接続されることは、
前記接続板がキャリアプレートを含むことと、
前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールをキャリアプレートに並列にパッケージし、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとが前記キャリアプレートにおける金属線により接続されることと、
を含む。
一実施例において、キャリアプレートは、ガラス板、シリコン板、有機材料板、セラミック板またはプラスチック板等を含んでもよく、センサモジュールと人工知能処理モジュールとをモジュール集積する過程において、スマートセンサシステムアーキテクチャのモジュール化設計を含んでもよく、製造プロセスのモジュール化を含んでもよい。
図２ｃは、本願の一実施例に係る更なるスマートセンサのモジュール集積方式の構造模式図である。図２ｃに示すように、前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられ、前記異なる独立したチップが接続板における金属配線により接続されることは、
前記接続板がアダプタプレートを含むことと、
前記センサモジュールが位置するチップおよび前記人工知能処理モジュールが位置するチップをアダプタプレートにより３次元スタックパッケージし、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとが前記アダプタプレートにおける金属線により接続されることと、
を更に含む。
一実施例において、前記アダプタプレートは、シリコンスルービヤ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ、ＴＳＶと略称する）、ガラススルービヤ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｇｌａｓｓ Ｖｉａ、ＴＧＶと略称する）または基板スルービヤ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｖｉａ、ＴＳＶと略称する）等を含む。
センサモジュールが位置するチップと人工知能処理モジュールが位置するチップとを３次元スタックパッケージすることにより、センサモジュールが位置するチップと人工知能処理モジュールが位置するチップとの直接接続を実現し、２つのチップ間は金属スルービヤにより接続され、接続長さが短くなり、電気信号の伝送速度を向上させ、消費電力を低減することができ、モジュール面積を小さくしてマザーボードのスペースを節約することもできる。
モジュール集積の実現方式は、並列パッケージおよび３次元スタックパッケージに限定されず、実際の場合のニーズ、例えば、伝送帯域幅のニーズ、遅延のニーズ、デバイス体積のニーズ、およびコストパフォーマンス等のニーズに応じてモジュール集積の実現方式を選択してもよく、本願の実施例はこれについて制限しない。
本願の実施例に係るスマートセンサシステムアーキテクチャは、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間の伝送距離を小さくし、伝送の遅延を短縮し、伝送レートを向上させ、且つ、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間の集積化程度を向上させ、スマートデバイスの小型化に寄与し、ユーザの体験感の向上に寄与することができる。
図３は、本願の一実施例に係るセンサモジュールの構造模式図である。本実施例は上記実施例を基に最適化して改良し、センサモジュールについて説明し、図３に示すように、本実施例におけるセンサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニット３１０と、アナログ信号処理回路３２０と、アナログデジタル変換回路３３０とを備える。
前記少なくとも１つのセンサユニット３１０は、前記アナログ信号処理回路に接続され、測定信号を受信し、前記測定信号を電気信号に変換し、前記電気信号を前記アナログ信号処理回路に伝送するように構成される。
少なくとも１つのセンサユニット３１０は、少なくとも１種の測定信号を取得し、測定信号を電気信号に変換することができる。
前記アナログ信号処理回路３２０は、前記アナログデジタル変換回路に接続され、前記電気信号に対してアナログ信号処理を行い、アナログ処理結果をアナログデジタル変換回路に伝送するように構成される。
アナログ信号処理回路３２０は、少なくとも１つのセンサユニット３１０が生成かつ出力した電気信号に対してアナログ信号処理を行うことができ、例えば、アナログ信号処理は、信号の変調、信号のフィルタリング、信号の増幅、および信号の微積分、累乗、開方、除算等を含んでもよい。
前記アナログデジタル変換回路３３０は、クロック回路の制御で前記アナログ処理結果をデジタル信号に変換して出力するように構成される。
アナログデジタル変換回路３３０は、アナログ信号をサンプリングして量子化することにより、アナログ信号をデジタル信号に変換することができる。
一実施例において、センサモジュールにはクロック回路、制御回路、およびインタフェース回路等が含まれてもよく、本実施例において、イメージセンサ（ＣＭＯＳ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ、ＣＩＳと略称する）を例とし、イメージセンサは、画素セルアレイ、アナログ信号処理回路、アナログデジタル変換回路、タイミング論理回路、制御回路、インタフェース回路等を備えてもよい。外部光が画素セルアレイに照射されて光電効果が発生し、画素セルアレイ内に対応する電荷が発生し、すなわち、イメージセンサは光信号を取得し、光信号を電気信号に変換し、電気信号に対してアナログ信号処理を行い、クロック回路の制御で前記アナログ処理結果をデジタル信号に変換し、制御回路はデジタル信号を制御してインタフェース回路によりデジタル信号を人工知能処理モジュールに伝送する。
本実施例は、測定される情報を感知し、感知された情報を電気信号または他の必要な形式の情報に変換して出力することができ、情報の取得、伝送、処理、記憶、および制御等のニーズを満たすことができ、自動検出および自動制御機能の実現に寄与するセンサモジュールを提供する。
図４は、本願の一実施例に係る人工知能処理モジュールの構造模式図である。本願の実施例は上記実施例を基に最適化して改良し、人工知能処理モジュールについて説明し、図４に示すように、本実施例における人工知能処理モジュールは、デジタル信号プロセッサ４１０と、少なくとも１つの人工知能プロセッサ４２０とを備える。
前記デジタル信号プロセッサ４１０は、前記電気信号に対してデジタル信号処理を行い、デジタル信号処理結果を出力するように構成される。
デジタル信号プロセッサにより電気信号に対してデジタル信号処理を行うことができ、例えば、電気信号に対してデジタルフィルタリング、離散変換およびスペクトル分析等の少なくとも１種の処理方式を行うことができる。イメージセンサを例として、デジタル信号プロセッサは、センサモジュールが生成した電気信号に対して自動露光量制御、不均一補償、ホワイトバランス処理、ガンマ補正等の少なくとも１種の操作を行うことができる。
前記少なくとも１つの人工知能プロセッサ４２０は、電気信号に対して対応する人工知能処理操作を行うように構成される。
本実施例は、複数種の人工知能処理操作を実現でき、システム性能を改善し、システムの演算能力を向上させ、更にスマートデバイスの人工知能化程度を向上させる人工知能処理モジュールを提供する。
図５ａは、本願の一実施例に係るスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図であする。本願の実施例は上記実施例を基に最適化して改良し、センサモジュールの各機能ユニットと人工知能処理モジュールの各機能ユニットとの接続方式について説明し、図５ａに示すように、本願の実施例は以下を含む。
異なる応用シーンおよび実際のニーズ、例えば、遅延のニーズ、誤差のニーズ等に応じ、センサモジュールの各機能ユニットと人工知能処理モジュールの各機能ユニットとを異なる接続方式で接続することができる。
一実施例において、センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニット５１０と、アナログ信号処理回路５２０と、アナログデジタル変換回路５３０とを備え、人工知能処理モジュールは、デジタル信号プロセッサ５４０と、少なくとも１つの人工知能プロセッサ５５０とを備える。
前記デジタル信号プロセッサ５４０は、前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路５３０の出力端および前記人工知能プロセッサ５５０の入力端にそれぞれ接続される。
前記デジタル信号プロセッサ５４０は、前記センサモジュールが生成した前記電気信号に基づいてデジタル信号処理を行い、デジタル信号処理結果を出力するように構成される。
前記人工知能プロセッサ５５０は、前記デジタル信号処理結果に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。
デジタル信号プロセッサ５４０は、センサモジュールにおけるアナログデジタル変換回路５３０が出力した電気信号を受信し、電気信号に対してデジタル信号処理を行い、少なくとも１つの人工知能プロセッサ５５０は、デジタル信号プロセッサ５４０が生成した電気信号を受信し、前記電気信号に対して人工知能操作を行う。
図５ｂは、本願の一実施例に係る更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。図５ｂに示すように、一実施例において、センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニット５１０と、アナログ信号処理回路５２０と、アナログデジタル変換回路５３０とを備え、人工知能処理モジュールは、デジタル信号プロセッサ５４０と、少なくとも１つの人工知能プロセッサ５５０とを備える。
前記少なくとも１つの人工知能プロセッサ５５０、前記デジタル信号プロセッサ５４０、および前記アナログデジタル変換回路５３０は直接接続されてデジタル処理と人工知能操作との一体回路５６０を構成する。
前記デジタル処理と人工知能操作との一体回路５６０は、前記アナログ信号処理回路が出力した前記アナログ処理結果に基づいてアナログデジタル変換、デジタル信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。
一実施例において、デジタル処理と人工知能操作との一体回路５６０は、センサモジュールにおけるアナログ信号処理回路５２０が生成した電気信号を受信し、電気信号に対してアナログデジタル変換、デジタル信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行する。デジタル処理と人工知能操作との一体回路５６０は、アナログデジタル変換、デジタル信号処理および対応する人工知能処理操作を実行する実行順序について制限しない。例示的には、アナログ信号処理回路５２０が生成した電気信号に対して、人工知能処理操作を行う同時にアナログデジタル変換およびデジタル信号処理の操作を行ってもよい。例えば、自動車の自動運転の応用シーンを例とし、車両の前方の所定距離内に赤外線信号が検出されると、警報を発して自動的にブレーキをかける。アナログデジタル変換操作には誤差が不可避的に生じることが当業者に明らかである。しかし、自動車の自動運転の応用シーンでは、誤差は警報の発報または自動的なブレーキに悪影響を与えるため、信号が人工知能処理の条件に達すと、人工知能処理操作を実行し、且つ、アナログデジタル変換とデジタル信号処理とを同時に行うことができ、人工知能プロセッサ５５０は、アナログデジタル変換またはデジタル信号処理の結果に基づいて、対応する人工知能処理操作を実行し続けて伝送遅延および誤差を低減することができる。
本実施例は、強い人工知能を実現できるとともに、データ処理の優位性を十分に発揮することもでき、スマートセンサシステムの知能化程度を向上させ、伝送遅延を低減して伝送レートおよび伝送帯域幅を向上させることができ、特定の応用シーンのニーズを満たすことができるスマートセンサシステムアーキテクチャを提供する。
図６ａは、本願の一実施例に係る更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。本願の実施例は上記実施例を基に最適化して改良し、センサモジュールの各機能ユニットと人工知能処理モジュールの各機能ユニットとの接続方式について説明し、図６ａに示すとおりである。
一実施例において、センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニット６１０と、アナログ信号処理回路６２０と、アナログデジタル変換回路６３０とを備え、人工知能処理モジュールは、具体的に、少なくとも１つの人工知能プロセッサ６４０を備える。
前記人工知能プロセッサ６４０の入力端は前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路６３０の出力端に接続される。
ここで、前記人工知能プロセッサ６４０は、前記センサモジュールにおけるアナログデジタル変換回路が出力したデジタル信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。
少なくとも１つの人工知能プロセッサにより、センサモジュールにおけるアナログデジタル変換回路が生成した電気信号を取得し、電気信号に対して対応する人工知能処理操作を行う。
図６ｂは、本願の一実施例に係る更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。図６ｂに示すように、本実施例において、センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニット６１０と、アナログ信号処理回路６２０と、アナログデジタル変換回路６３０とを備え、人工知能処理モジュールは、少なくとも１つの人工知能プロセッサ６４０を備える。
前記少なくとも１つの人工知能プロセッサ６４０と前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路６３０とは直接接続されてアナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路６５０を構成する。
前記アナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路６５０は、前記アナログ信号処理回路が出力した前記アナログ処理結果に基づいてアナログデジタル変換を行って対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。
アナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路６５０は、センサモジュールにおけるアナログ信号処理回路６２０が生成した電気信号を受信し、電気信号アナログデジタル変換を行って対応する人工知能処理操作を実行する。アナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路６５０は、アナログデジタル変換および対応する人工知能処理操作を実行する実行順序について制限しない。人工知能プロセッサ６４０がデジタル信号処理を実行する能力を備え、人工知能操作を行う過程においてアナログデジタル変換操作を行ってもよいことは、人工知能プロセッサ６４０は、アナログデジタル変換操作を実行する前の電気信号またはアナログデジタル変換操作を実行する過程における中間信号を取得してもよく、アナログデジタル変換操作を実行した後の電気信号を取得してもよいと理解されてもよい。
本実施例は、強い人工知能を実現できるとともに、データ処理の優位性を十分に発揮することもでき、高い知能レベルを有し、伝送遅延を低減し、伝送レートおよび伝送帯域幅を向上させることができ、特定の応用シーンのニーズを満たすことができ、ユーザの使用ニーズに合致するスマートセンサシステムアーキテクチャを提供する。
図７は、本願の一実施例に係る更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。本願の実施例は上記実施例を基に最適化して改良し、センサモジュールの各機能ユニットと人工知能処理モジュールの各機能ユニットとの接続方式について説明し、図７に示すように、一実施例において、センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニット７１０と、アナログ信号処理回路７２０とを備える。
前記少なくとも１つのセンサユニット７１０は、前記アナログ信号処理回路に接続され、測定信号を受信し、前記測定信号を電気信号に変換し、前記電気信号を前記アナログ信号処理回路に伝送するように構成される。
前記アナログ信号処理回路７２０は、前記少なくとも１つのセンサユニットが出力した前記電気信号に基づいてアナログ信号処理を行うように構成される。
前記人工知能処理モジュールは、前記センサモジュールにおける前記アナログ信号処理回路７２０に直接接続されてアナログ信号処理と人工知能操作との一体回路７４０を構成する少なくとも１つの人工知能プロセッサ７３０を備える。
前記アナログ信号処理と人工知能操作との一体回路７４０は、前記少なくとも１つのセンサユニットが出力した前記電気信号に基づいてアナログ信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。
アナログ信号処理と人工知能操作との一体回路７４０は、センサモジュール中の少なくとも１つのセンサユニットが生成した電気信号を受信し、電気信号に対してアナログ信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行する。アナログ信号処理と人工知能操作との一体回路７４０は、アナログ信号処理および対応する人工知能処理操作を実行する実行順序について制限しない。人工知能プロセッサ７３０がアナログデジタル変換、デジタル信号処理を実行する能力を備え、人工知能操作を実行する過程においてアナログ信号処理操作を行ってもよいことは、人工知能プロセッサ７３０がセンサモジュールにおけるアナログ信号処理回路に介入することができ、人工知能プロセッサ７３０が人工知能操作の応答遅延を低くするために、アナログ信号処理操作を実行する前の電気信号またはアナログ信号処理操作過程における中間信号を取得してもよく、アナログ信号処理操作を実行した後の電気信号を取得してもよいと理解されてもよい。
本願の実施例は、人工知能演算を早め、更に人工知能応答の時間を短縮し、強い人工知能を実現できるとともに、データ処理の優位性を十分に発揮することもでき、高い知能レベルを有し、伝送遅延を低減し、伝送レートおよび伝送帯域幅を向上させることができ、適用可能な範囲が広いスマートセンサシステムアーキテクチャを提供する。
図８は、本願の一実施例に係る更なるスマートセンサシステムアーキテクチャの構造模式図である。本願の実施例は上記実施例を基に最適化して改良し、センサモジュールの各機能ユニットと人工知能処理モジュールの各機能ユニットとの接続方式について説明し、図８に示すとおりである。
本実施例において、センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニット８１０を備える。
前記少なくとも１つのセンサユニット８１０は、測定信号を受信し、前記測定信号を電気信号に変換するように構成される。
前記人工知能処理モジュールは、少なくとも１つの人工知能プロセッサ８２０を備える。
前記少なくとも１つの人工知能プロセッサ８２０と前記センサモジュールにおける前記少なくとも１つのセンサユニット８１０とは直接接続されてセンサと人工知能操作との一体回路８３０を構成する。
前記センサと人工知能操作との一体回路８３０は、前記測定信号を前記電気信号に変換して対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。
センサと人工知能操作との一体回路８３０が測定信号を取得し、測定信号を電気信号に変換する過程において対応する人工知能操作を行うことができることは、人工知能プロセッサ８２０がセンサモジュールにおける少なくとも１つのセンサユニットに介入することができ、取得されたセンサ信号に対して人工知能処理操作を直接行ってもよく、人工知能プロセッサ８２０がアナログ信号処理、アナログデジタル変換、デジタル信号処理を実行する能力を備えてもよいと理解されてもよい。
本実施例は、測定信号を電気信号に変換する過程において対応する人工知能操作を行うことにより、人工知能操作による遅延を低減することができ、スマートデバイスの知能化程度を向上させ、システムの安全かつ信頼性を向上させるスマートセンサシステムアーキテクチャを提供する。
図９は、本願の一実施例に係るスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法のフローチャートである。本実施例は、センサモジュールが生成した電気信号に基づいて人工知能操作を実行する場合に適用でき、該方法は、スマートセンサシステムアーキテクチャの実現装置により実行でき、該装置は、ソフトウェアおよび／またはハードウェアの方式を用いて実現でき、一般的に、人工知能プロセッサ等のような人工知能処理モジュールに集積されてもよい。本願の実施例の方法は以下を含む。
ステップ９１０において、人工知能処理モジュールは、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により該人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得する。
一実施例において、人工知能処理モジュールが、モノリシック集積の方式により該人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
人工知能処理モジュールが、同一のチップに集積されている前記センサモジュールが前記チップにおける金属配線により伝送する電気信号を取得することを含む。
人工知能処理モジュールとセンサモジュールとがモノリシック集積される場合、人工知能処理モジュールは、チップにおける金属配線により、センサモジュールまたはセンサモジュールにおける一部の機能ユニットが生成した電気信号を受信する。
一実施例において、人工知能処理モジュールが、モジュール集積の方式により該人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
人工知能処理モジュールが、前記センサモジュールが接続板における金属配線により伝送する電気信号を取得することであって、該センサモジュールおよび該人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられ、前記異なる独立したチップが接続板における金属配線により接続されることを含む。
人工知能処理モジュールとセンサモジュールとがモジュール集積される場合、人工知能処理モジュールは、２つのチップ間の接続板の金属配線により、センサモジュールまたはセンサモジュールにおける一部の機能ユニットが生成した電気信号を受信する。
ステップ９２０において、人工知能処理モジュールは、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行する。
人工知能処理モジュールには、少なくとも１つの人工知能プロセッサと、デジタル信号プロセッサとが含まれてもよく、１種または複数種の人工知能処理操作を実行することができ、少なくとも１つの人工知能プロセッサは、音声認識、機械視覚（ｍａｃｈｉｎｅ ｖｉｓｉｏｎ）、顔認識および認知行動等を実現するために用いることができる。
本実施例において、異なる応用シーンおよび実際のニーズ、例えば、遅延のニーズ、誤差のニーズ等に応じ、センサモジュールの各機能ユニットと人工知能処理モジュールの各機能ユニットとを異なる接続方式で接続することができる。
一実施例において、前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路と、アナログデジタル変換回路とを備える。
人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第１人工知能プロセッサを備え、少なくとも１つの第１人工知能プロセッサの入力端が前記アナログデジタル変換回路の出力端に接続される場合、人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により該人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
上記少なくとも１つの第１人工知能プロセッサにより、前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路が生成した電気信号を取得することを含む。
一実施例において、前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路と、アナログデジタル変換回路とを備える。
前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第２人工知能プロセッサおよび第１デジタル信号プロセッサを備え、前記第１デジタル信号プロセッサの入力端が前記アナログデジタル変換回路の出力端に接続され、前記第１デジタル信号プロセッサの出力端が前記少なくとも１つの第２人工知能プロセッサに接続される場合、人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により該人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
上記少なくとも１つの第２人工知能プロセッサにより、前記第１デジタル信号プロセッサが生成した電気信号を受信することを含む。
一実施例において、前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路と、アナログデジタル変換回路とを備える。
前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第３人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第３人工知能プロセッサが前記アナログデジタル変換回路に直接接続されてアナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路を構成する場合、人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により該人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
前記アナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路により、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号を取得することを含む。
人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することは、
人工知能処理モジュールが、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号に基づいてアナログデジタル変換を行って対応する人工知能処理操作を実行することを含む。
本一実施例において、前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路と、アナログデジタル変換回路とを備える。
前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第４人工知能プロセッサおよび第２デジタル信号プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第４人工知能プロセッサ、前記第２デジタル信号プロセッサ、および前記アナログデジタル変換回路が直接接続されてデジタル処理と人工知能操作との一体回路を構成する場合、人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
前記デジタル処理と人工知能操作との一体回路により、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号を取得することを含む。
前記人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することは、
前記人工知能処理モジュールが、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号に基づいてアナログデジタル変換、デジタル信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行することを含む。
一実施例において、前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路とを備える。
人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第５人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第５人工知能プロセッサが前記アナログ信号処理回路に直接接続されてアナログ信号処理と人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
前記アナログ信号処理と人工知能操作との一体回路により、前記少なくとも１つのセンサユニットが生成した電気信号を取得することを含む。
人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することは、
人工知能処理モジュールが、前記少なくとも１つのセンサユニットが生成した電気信号に基づいてアナログ信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行することを含む。
一実施例において、前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットを備える。
人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第６人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第６人工知能プロセッサが前記少なくとも１つのセンサユニットに直接接続されてセンサと人工知能操作との一体回路を構成する場合、人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
前記センサと人工知能操作との一体回路により、測定信号を取得し、前記測定信号を電気信号に変換することを含む。
人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することは、
人工知能処理モジュールが、前記測定信号を電気信号に変換する過程において対応する人工知能処理操作を実行することを含む。
本実施例は、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間の伝送距離を短縮し、更にデータ伝送レートを効果的に向上させ、データ伝送の遅延を低減することができ、センサモジュールが生成した信号に対して人工知能操作を速やかに実行することができ、人工知能化の程度を向上させ、適用可能な範囲が広く、信頼性が高いスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法を提供する。
図１０は、本願の一実施例におけるスマートセンサシステムアーキテクチャの実現装置の構造模式図である。該装置は、センサモジュールが生成した電気信号に基づいて人工知能操作を実行する場合に適用でき、該装置は、ソフトウェアおよび／またはハードウェアの方式で実現でき、一般的に人工知能プロセッサ等のような人工知能処理モジュールに集積される。図１０に示すように、装置は、取得ユニット１０１０と、人工知能処理ユニット１０２０とを備える。
取得ユニット１０１０は、人工知能処理モジュールに設けられ、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により人工知能処理モジュールに接続されたセンサモジュールが生成した電気信号を取得するように構成される。
人工知能処理ユニット１０２０は、前記人工知能処理モジュールに設けられ、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される。
本願の実施例は、センサモジュールと人工知能処理モジュールとをモノリシック集積またはモジュール集積の方式で接続することにより、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間がデータ線を介して接続される従来の接続方式を突破し、センサモジュールと人工知能処理モジュールとの間の伝送距離を短縮し、更にデータ伝送レートを効果的に向上させ、データ伝送の遅延を低減することができ、センサモジュールが取得した信号に対して人工知能操作を速やかに実行することができ、人工知能化の程度を向上させ、システムアーキテクチャの設計を最適化し、適用可能な範囲が広い。
上記実施例の基に、前記取得ユニットは、
前記センサモジュールが少なくとも１つのセンサユニット、アナログ信号処理回路、およびアナログデジタル変換回路を備え、人工知能処理モジュールが少なくとも１つの人工知能プロセッサを備え、上記少なくとも１つの人工知能プロセッサの入力端が前記アナログデジタル変換回路の出力端に接続される場合、上記少なくとも１つの人工知能プロセッサにより、前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路が生成した電気信号を取得するように構成される第１取得サブユニットを含んでもよい。
前記人工知能処理ユニットは、
前記アナログデジタル変換回路が生成した電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される第１人工知能処理サブユニットを含んでもよい。
上記実施例の基に、前記取得ユニットは、
前記センサモジュールが少なくとも１つのセンサユニット、アナログ信号処理回路、およびアナログデジタル変換回路を備え、前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの人工知能プロセッサおよびデジタル信号プロセッサを備え、前記デジタル信号プロセッサの入力端が前記アナログデジタル変換回路の出力端に接続され、前記デジタル信号プロセッサの出力端が前記少なくとも１つの人工知能プロセッサに接続される場合、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサにより、前記デジタル信号プロセッサが生成した電気信号を受信するように構成される第２取得サブユニットを更に含んでもよい。
前記人工知能処理ユニットは、
前記デジタル信号プロセッサが生成した電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される第２人工知能処理サブユニットを更に含んでもよい。
上記実施例の基に、前記取得ユニットは、
前記センサモジュールが少なくとも１つのセンサユニット、アナログ信号処理回路、およびアナログデジタル変換回路を備え、前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサが前記アナログデジタル変換回路に直接接続されてアナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記アナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路により、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号を取得するように構成される第３取得サブユニットを更に含んでもよい。
前記人工知能処理ユニットは、
前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号に基づいてアナログデジタル変換を行って対応する人工知能処理操作を実行するように構成される第３人工知能処理サブユニットを更に含んでもよい。
上記実施例の基に、前記取得ユニットは、
前記センサモジュールが少なくとも１つのセンサユニット、アナログ信号処理回路、およびアナログデジタル変換回路を備え、前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの人工知能プロセッサおよびデジタル信号プロセッサを備え、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサ、前記デジタル信号プロセッサ、および前記アナログデジタル変換回路が直接接続されてデジタル処理と人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記デジタル処理と人工知能操作との一体回路により、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号を取得するように構成される第４取得サブユニットを更に含んでもよい。
前記人工知能処理ユニットは、
前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号に基づいてアナログデジタル変換、デジタル信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行するように構成される第４人工知能処理サブユニットを更に含んでもよい。
上記実施例の基に、前記取得ユニットは、
前記センサモジュールが少なくとも１つのセンサユニットおよびアナログ信号処理回路を備え、人工知能処理モジュールが少なくとも１つの人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサが前記アナログ信号処理回路に直接接続されてアナログ信号処理と人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記アナログ信号処理と人工知能操作との一体回路により、前記少なくとも１つのセンサユニットが生成した電気信号を取得するように構成される第５取得サブユニットを更に含んでもよい。
前記人工知能処理ユニットは、
前記少なくとも１つのセンサユニットが生成した電気信号に基づいてアナログ信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行するように構成される第５人工知能処理サブユニットを更に含んでもよい。
上記実施例の基に、前記取得ユニットは、
前記センサモジュールが少なくとも１つのセンサユニットを備え、人工知能処理モジュールが少なくとも１つの人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサが前記少なくとも１つのセンサユニットに直接接続されてセンサと人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記センサと人工知能操作との一体回路により、測定信号を取得し、前記測定信号を電気信号に変換するように構成される第６取得サブユニットを更に含んでもよい。
前記人工知能処理ユニットは、
前記測定信号を電気信号に変換する過程において対応する人工知能処理操作を実行するように構成される第６人工知能処理サブユニットを更に含んでもよい。
本実施例に係るスマートセンサシステムアーキテクチャの実現装置は、本願の任意の実施例に係るスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法を実行することができ、スマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法の実行に対応する機能モジュールおよび有益な効果を備える。
本願は、上記いずれか１種のスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令が記憶されているコンピュータ可読記憶媒体を更に提供する。
図１１は、一実施例のスマートセンサデバイスのハードウェアの構造模式図である。図１１に示すように、該スマートセンサデバイスは、１つまたは複数のプロセッサ１１１０と、メモリ１１２０とを備える。図１１において、１つのプロセッサ１１１０を例とする。
前記スマートセンサデバイスは、入力装置１１３０と、出力装置１１４０とを更に備えてもよい。
前記スマートセンサデバイスにおけるプロセッサ１１１０、メモリ１１２０、入力装置１１３０および出力装置１１４０は、バスまたは他の方式により接続でき、図１１において、バスにより接続されることを例とする。
入力装置１１３０は、入力された数字または文字情報を受信することができ、出力装置１１４０はスクリーン等の表示装置を備えてもよい。
メモリ１１２０は、コンピュータ可読記憶媒体として、ソフトウェアプログラム、コンピュータ実行可能プログラムおよびモジュールを記憶するために使用できる。プロセッサ１１１０は、メモリ１１２０に記憶されたソフトウェアプログラム、命令およびモジュールを実行することにより、複数種の機能アプリケーションおよびデータ処理を実行し、上記実施例における任意のスマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法を実現する。
メモリ１１２０は、プログラム記憶エリアおよびデータ記憶エリアを含んでもよく、ここで、プログラム記憶エリアは、オペレーティングシステム、少なくとも１つの機能に必要なアプリケーションプログラムを記憶することができ、データ記憶エリアは、スマートセンサデバイスの使用に応じて作成されたデータ等を記憶することができる。また、メモリは、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）等の揮発性メモリを含んでもよく、少なくとも１つの磁気ディスク記憶デバイス、フラッシュ記憶デバイスまたは他の非一時的固体記憶デバイスのような不揮発性メモリを含んでもよい。
メモリ１１２０は、非一時的コンピュータ記憶媒体または一時的コンピュータ記憶媒体であってもよい。該非一時的コンピュータ記憶媒体は、例えば、少なくとも１つの磁気ディスク記憶デバイス、フラッシュ記憶デバイス、または他の不揮発性固体記憶デバイスである。いくつかの実施例において、好ましくは、メモリ１１２０はプロセッサ１１１０に対してリモートに設けられたメモリを含み、これらのリモートメモリは、ネットワークを介してスマートセンサデバイスに接続できる。上記ネットワークのインスタンスは、インターネット、イントラネット、ローカルエリアネットワーク、移動体通信ネットワークおよびその組み合わせを含んでもよい。
入力装置１１３０は、入力された数字または文字情報を受信し、およびスマートセンサデバイスのユーザ設定および機能制御に関連するキー信号入力を生成するために用いられる。出力装置１１４０は、スクリーン等の表示装置を含んでもよい。
本実施例のスマートセンサデバイスは、通信装置１１５０を備えてもよく、通信ネットワークを介して情報を伝送および／または受信する。
当業者は、上記実施例の方法における全てまたは一部のフローが、コンピュータプログラムが関連するハードウェアを実行することにより実現できることを理解でき、該プログラムは１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶でき、該プログラムが実行されている際に、上記方法の実施例のフローを含んでもよく、ここで、該非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等であってもよい。
本願は、スマートセンサシステムアーキテクチャ、その実現方法および装置を提供し、データ伝送レートを向上させ、データ伝送の遅延を低減することができ、センサモジュールが生成した信号に対して人工知能操作を速やかに実行することができ、人工知能化の程度を向上させ、システムアーキテクチャの設計を最適化し、適用可能な範囲が広い。

Claims (23)

  1. センサモジュールと、人工知能処理モジュールとを備え、
    前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとがモノリシック集積またはモジュール集積の方式により接続され、
    前記センサモジュールは、測定信号を取得し、前記測定信号を電気信号に変換するように構成され、
    前記人工知能処理モジュールは、前記センサモジュールが生成した前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される、
    スマートセンサシステムアーキテクチャ。
  2. 前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとがモノリシック集積の方式により接続されることは、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとが同一のチップに集積され、且つ、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとが前記チップにおける金属配線により接続され、前記金属配線が少なくとも１つの金属層に位置することを含む、請求項１に記載のシステムアーキテクチャ。
  3. 前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとがモジュール集積の方式により接続されることは、前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられ、前記異なる独立したチップが接続板における金属配線により接続され、前記金属配線が少なくとも１つの金属層に位置することを含む、請求項１に記載のシステムアーキテクチャ。
  4. 前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられる場合、第１所定のプロセスパラメータに基づいて前記センサモジュールが位置するチップを製造し、第２所定のプロセスパラメータに基づいて前記人工知能処理モジュールが位置するチップを製造する、請求項３に記載のシステムアーキテクチャ。
  5. 前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられ、前記異なる独立したチップが接続板における金属配線により接続されることは、
    前記接続板がキャリアプレートを含むことと、
    前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールをキャリアプレートに並列にパッケージし、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとが前記キャリアプレートにおける金属線により接続されることと、
    を含む、請求項４に記載のシステムアーキテクチャ。
  6. 前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられ、前記異なる独立したチップが接続板における金属配線により接続されることは、
    前記接続板がアダプタプレートを含むことと、
    前記センサモジュールが位置するチップおよび前記人工知能処理モジュールが位置するチップをアダプタプレートにより３次元スタックパッケージし、前記センサモジュールと前記人工知能処理モジュールとが前記アダプタプレートにおける金属線により接続されることと、
    を更に含む、請求項４に記載のシステムアーキテクチャ。
  7. 前記アダプタプレートはシリコンスルービヤ、ガラススルービヤ、または基板スルービヤを含む、請求項６に記載のシステムアーキテクチャ。
  8. 前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路と、アナログデジタル変換回路とを備え、
    前記少なくとも１つのセンサユニットは、前記アナログ信号処理回路に接続され、測定信号を受信し、前記測定信号を電気信号に変換し、前記電気信号を前記アナログ信号処理回路に伝送するように構成され、
    前記アナログ信号処理回路は、前記アナログデジタル変換回路に接続され、前記電気信号に対してアナログ信号処理を行い、アナログ処理結果をアナログデジタル変換回路に伝送するように構成され、
    前記アナログデジタル変換回路は、クロック回路の制御で前記アナログ処理結果をデジタル信号に変換して出力するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステムアーキテクチャ。
  9. 前記人工知能処理モジュールは、入力端が前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路の出力端に接続されている少なくとも１つの人工知能プロセッサを備え、
    前記人工知能プロセッサは、前記センサモジュールにおけるアナログデジタル変換回路が出力したデジタル信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される、請求項８に記載のシステムアーキテクチャ。
  10. 前記人工知能処理モジュールは、デジタル信号プロセッサと、少なくとも１つの人工知能プロセッサとを備え、前記デジタル信号プロセッサは、前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路の出力端および前記人工知能プロセッサの入力端にそれぞれ接続され、
    前記デジタル信号プロセッサは、前記センサモジュールが生成した前記電気信号に基づいてデジタル信号処理を行い、デジタル信号処理結果を出力するように構成され、
    前記人工知能プロセッサは、前記デジタル信号処理結果に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される、請求項８に記載のシステムアーキテクチャ。
  11. 前記人工知能処理モジュールは、少なくとも１つの人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサは、前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路に直接接続されてアナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路を構成し、前記アナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路は、前記アナログ信号処理回路が出力した前記アナログ処理結果に基づいてアナログデジタル変換を行って対応する人工知能処理操作を実行するように構成される、請求項８に記載のシステムアーキテクチャ。
  12. 前記人工知能処理モジュールは、デジタル信号プロセッサと、少なくとも１つの人工知能プロセッサとを備え、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサ、前記デジタル信号プロセッサ、および前記アナログデジタル変換回路は、直接接続されてデジタル処理と人工知能操作との一体回路を構成し、前記デジタル処理と人工知能操作との一体回路は、前記アナログ信号処理回路が出力した前記アナログ処理結果に基づいてアナログデジタル変換、デジタル信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行する、請求項８に記載のシステムアーキテクチャ。
  13. 前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路とを備え、
    前記少なくとも１つのセンサユニットは、前記アナログ信号処理回路に接続され、測定信号を受信し、前記測定信号を電気信号に変換し、前記電気信号を前記アナログ信号処理回路に伝送するように構成され、
    前記アナログ信号処理回路は、前記少なくとも１つのセンサユニットが出力した前記電気信号に基づいてアナログ信号処理を行うように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステムアーキテクチャ。
  14. 前記人工知能処理モジュールは、少なくとも１つの人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサは、前記センサモジュールにおける前記アナログ信号処理回路に直接接続されてアナログ信号処理と人工知能操作との一体回路を構成し、前記アナログ信号処理と人工知能操作との一体回路は、前記少なくとも１つのセンサユニットが出力した前記電気信号に基づいてアナログ信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行するように構成される、請求項１３に記載のシステムアーキテクチャ。
  15. 前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットを備え、
    前記少なくとも１つのセンサユニットは、測定信号を受信し、前記測定信号を電気信号に変換するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステムアーキテクチャ。
  16. 前記人工知能処理モジュールは、少なくとも１つの人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの人工知能プロセッサは、前記センサモジュールにおける前記少なくとも１つのセンサユニットに直接接続されてセンサと人工知能操作との一体回路を構成し、前記センサと人工知能操作との一体回路は、前記測定信号を前記電気信号に変換して対応する人工知能処理操作を実行するように構成される、請求項１５に記載のシステムアーキテクチャ。
  17. 人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することと、
    前記人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することと、
    を含む、スマートセンサシステムアーキテクチャの実現方法。
  18. 前記人工知能処理モジュールが、モノリシック集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
    前記人工知能処理モジュールが、同一のチップに集積されている前記センサモジュールが前記チップにおける金属配線により伝送する電気信号を取得することを含み、
    前記人工知能処理モジュールが、モジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
    前記人工知能処理モジュールが、前記センサモジュールが接続板における金属配線により伝送する電気信号を取得することであって、前記センサモジュールおよび前記人工知能処理モジュールがそれぞれ異なる独立したチップに設けられ、前記異なる独立したチップが前記接続板における金属配線により接続されることを含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路と、アナログデジタル変換回路とを備え、
    前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第１人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第１人工知能プロセッサの入力端が前記アナログデジタル変換回路の出力端に接続される場合、前記人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
    前記少なくとも１つの第１人工知能プロセッサにより、前記センサモジュールにおける前記アナログデジタル変換回路が生成した電気信号を取得することを含み、
    前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第２人工知能プロセッサおよび第１デジタル信号プロセッサを備え、前記第１デジタル信号プロセッサの入力端が前記アナログデジタル変換回路の出力端に接続され、前記第１デジタル信号プロセッサの出力端が前記少なくとも１つの第２人工知能プロセッサに接続される場合、前記人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
    前記少なくとも１つの第２人工知能プロセッサにより、前記第１デジタル信号プロセッサが生成した電気信号を受信することを含み、
    前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第３人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第３人工知能プロセッサが前記アナログデジタル変換回路に直接接続されてアナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
    前記アナログデジタル変換と人工知能操作との一体回路により、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号を取得することを含み、
    前記人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することは、
    前記人工知能処理モジュールが、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号に基づいてアナログデジタル変換を行って対応する人工知能処理操作を実行することを含み、
    前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第４人工知能プロセッサおよび第２デジタル信号プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第４人工知能プロセッサ、前記第２デジタル信号プロセッサ、および前記アナログデジタル変換回路が直接接続されてデジタル処理と人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
    前記デジタル処理と人工知能操作との一体回路により、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号を取得することを含み、
    前記人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することは、
    前記人工知能処理モジュールが、前記アナログ信号処理回路が生成した電気信号に基づいてアナログデジタル変換、デジタル信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行することを含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットと、アナログ信号処理回路とを備え、
    前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第５人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第５人工知能プロセッサが前記アナログ信号処理回路に直接接続されてアナログ信号処理と人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
    前記アナログ信号処理と人工知能操作との一体回路により、前記少なくとも１つのセンサユニットが生成した電気信号を取得することを含み、
    前記人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することは、
    前記人工知能処理モジュールが、前記少なくとも１つのセンサユニットが生成した電気信号に基づいてアナログ信号処理を行って対応する人工知能処理操作を実行することを含む、請求項１８に記載の方法。
  21. 前記センサモジュールは、少なくとも１つのセンサユニットを備え、
    前記人工知能処理モジュールが少なくとも１つの第６人工知能プロセッサを備え、前記少なくとも１つの第６人工知能プロセッサが前記少なくとも１つのセンサユニットに直接接続されてセンサと人工知能操作との一体回路を構成する場合、前記人工知能処理モジュールが、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得することは、
    前記センサと人工知能操作との一体回路により、測定信号を取得し、前記測定信号を電気信号に変換することを含み、
    前記人工知能処理モジュールが、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行することは、
    前記人工知能処理モジュールが、前記測定信号を電気信号に変換する過程において対応する人工知能処理操作を実行することを含む、請求項１８に記載の方法。
  22. 人工知能処理モジュールに設けられ、モノリシック集積またはモジュール集積の方式により前記人工知能処理モジュールに接続されているセンサモジュールが生成した電気信号を取得するように構成される取得ユニットと、
    前記人工知能処理モジュールに設けられ、前記電気信号に基づいて対応する人工知能処理操作を実行するように構成される人工知能処理ユニットと、
    を備える、スマートセンサシステムアーキテクチャの実現装置。
  23. 請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令が記憶されている、コンピュータ可読記憶媒体。
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