发布时间 : 星期六 文章camera驱动具体分析(基于S5PV210)更新完毕开始阅读7119458e647d27284a73513f
一、Camera工作原理介绍
1． 结构
一般来说，camera主要是由lens和sensor IC两部分组成，其中有的sensor IC集成了DSP，有的没有集成，但也需要外部DSP处理。细分的来讲，camera设备由下边几部分构成：
1） lens（镜头）
一般camera的镜头结构是有几片透镜组成，分有塑胶透镜（Plastic)和玻璃透镜(Glass) ，通常镜头结构有：1P,2P,1G1P,1G3P,2G2P,4G等。 2） sensor（图像传感器）
Senor是一种半导体芯片，有两种类型：CCD和CMOS。Sensor将从lens上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的AD转换为数字信号。由于Sensor的每个pixel只能感光R光或者B光或者G光，因此每个像素此时存贮的是单色的，我们称之为RAW DATA数据。要想将每个像素的RAW DATA数据还原成三基色，就需要ISP来处理。
3）ISP（图像信号处理）
主要完成数字图像的处理工作，把sensor采集到的原始数据转换为显示支持的格式。
4）CAMIF（camera控制器）
芯片上的camera接口电路，对设备进行控制，接收sensor采集的数据交给CPU，并送入LCD进行显示。
2． 工作原理
外部光线穿过lens后，经过color filter滤波后照射到Sensor面上， Sensor将从lens上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的AD转换为数字信号。如果Sensor没有集成DSP，则通过DVP的方式传输到baseband，此时的数据格式是RAW DATA。如果集成了DSP，则RAW DATA 数据经过AWB、color matrix、lens shading、gamma、sharpness、AE和de-noise处理，后输出YUV或者RGB格式的数据。
最后会由CPU送到framebuffer中进行显示，这样我们就看到camera拍摄到的景象了。
3． YUV与YCbCr
YUV和RGB一样，是色彩空间中常用的色彩模型之一，两者可以相互转换。YUV中得Y表示亮度，U和V表示色度。与RGB相比，它的优点在于占用更少的空间。
YCbCr 则是在世界数字组织视频标准研制过程中作为ITU - R BT601 建议的一部分, 其实是YUV经过缩放和偏移的翻版。其中Y与YUV 中的Y含义一致, Cb , Cr 同样都指色彩, 只是在表示方法上不同而已。在YUV 家族中, YCbCr 是在计算机系统中应用最多的成员, 其应用领域很广泛,JPEG、MPEG均采用此格式。一般人们所讲的YUV大多是指YCbCr。YCbCr 有许多取样格式, 如4∶4∶4 , 4∶2∶2 , 4∶1∶1 和4∶2∶0。
二、Camera硬件
1． CAMIF
如下是S5PV210的camera系统的结构图：
S5PV210的camera接口控制器叫FIMC4.3，它支持ITU R BT-601/656、AXI和MIPI(CSI)三种接口方式，最大输入像素是8192*8192。S5PV210有三组camera接口。
主要特性：
? 支持多种输入接口类型： ? ITU-R BT 601/656模式 ? DMA(AXI 64位)模式 ? MIPI(CSI)模式 ? Direct FIFO模式
? 支持多种输出接口：DMA模式/Direct FIFO模式 ? 支持数码调焦（DZI） ? 最大输入像素8192*8192
? 支持图像翻转、旋转等处理效果 ? 生成多种图片格式 ? 支持采集帧控制
2． 接口信号
FIMC信号定义如下所示(YCbCr模式)
Signal
VSYNC HREF PCLK DATA[7:0] FIELD CAM_MCLK
I/O
I I I I O O
帧同步信号 行同步信号 像素时钟 像素数据 FIELD信号
Description
Type
Muxed
系统时钟信号
通过CAM_MCLK给摄像头提供时钟，RST是复位线，PWDN在摄像头工作时应该始终为低。HREF是行参考信号，PCLK是像素时钟，VSYNC是场同步信号。一旦给摄像头提供了时钟，并且复位摄像头，摄像头就开始工作了，通过HREF，PCLK和VSYNC同步传输数字图像信号。数据是通过DATA0~DATA7这八根数据线并行送出的。
3． 工作时序
FIMC43支持如下两种视频数据：
ITU-R BT 601输入时序图
这种方式下行和帧同步信号独立于视频数据，因此需要同步信号。
ITU-R BT 656输入时序图
这种方式下同步信号已经内嵌到视频数据中了，因此不需要额外的行和帧同步信号。
（ITU-R BT 601: 16位数据传输；21芯；Y、U、V信号同时传输。
ITU-R BT 656: 9芯，不需要同步信号；8位数据传输；串行视频传输；传输速率是601的2倍；先传Y，后传UV。）
同步信号的时延参数 ? ? ? ?
t1：表示VSYNC前、后插入周期 t2：表示HREF前插入周期 t3：表示 HREF宽度
t4：表示HREF后插入周期