MTK平台camera(摄像头)调试教程解读

Contents一、手机CAMERA的物理结构：........................................................................................-4-二、CAMERA的成像原理：.................................................................................................-4-三、CAMERA常见的数据输出格式：..................................................................................-5-四、阅读CAMERA的规格书（以TRULY模组OV5647_RAW为例）：...........................-6-五、CAMERA的硬件原理图及引脚.....................................................................................-7-1、电源部分：....................................................................................................................-7-2、SENSORINPUT部分：...................................................................................................-7-3、SENSOROUTPUT部分：...............................................................................................-7-4、I2C部分：SCL，I2C时钟信号线和SDA，I2C数据信号线。..................................-7-六、MTK平台CAMERA驱动架构：..................................................................................-8-七、MTK平台CAMERA相关代码文件（以下代码均为MTK6575平台）：....................-9-1、CAMERASENSOR驱动相关文件....................................................................................-9-2、SENSORID和一些枚举类型的定义.............................................................................-9-3、SENSOR供电..................................................................................................................-9-4、KERNELSPACE的SENSORLIST，IMGSENSOR模块注册...............................................-9-5、USERSPACE的SENSORLIST，向用户空间提供支持的SENSORLIST.........................-10-6、SENSOR效果调整的接口............................................................................................-10-八、CAMERA模块驱动、设备与总线结构：.....................................................................-11-A)驱动的注册：..................................................................................................................-11-B)设备的注册：..................................................................................................................-11-C)总线的匹配：..................................................................................................................-12-九、CAMERA驱动工作流程：............................................................................................-13-十、CAMERA驱动添加、调试流程：.................................................................................-17-GhongConfidentialRevision0.1-Feb.142012-3-Ⓒ2012Ghonginc.CameraDriveranalysisintheplatformofMTKPreliminaryInformation一、手机Camera的物理结构：FPC:FlexiblePrintedCircuit可挠性印刷电路板Sensor:图象传感器IR:红外滤波片Holder:基座Lens:镜头二、Camera的成像原理：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器(Sensor)表面上，然后转为模拟的电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过IO接口传输到CPU中处理，通过LCD就可以看到图像了。GhongConfidentialRevision0.1-Feb.142012-4-Ⓒ2012Ghonginc.CameraDriveranalysisintheplatformofMTKPreliminaryInformation图像传感器（SENSOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。目前的SENSOR类型有两种：CCD（ChargeCoupleDevice)，电荷耦合器件，它是目前高像素类sensor中比较成熟的成像器件，是以一行为单位的电流信号。CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor），互补金属氧化物半导体。CMOS的信号是以点为单位的电荷信号，更为敏感，速度也更快，更为省电。ISP的性能是决定影像流畅的关键，JPEGencoder的性能也是关键指标之一。而JPEGencoder又分为硬件JPEG压缩方式，和软件RGB压缩方式。DSP控制芯片的作用是：将感光芯片获取的数据及时快速地传到baseband中并刷新感光芯片，因此控制芯片的好坏，直接决定画面品质（比如色彩饱和度、清晰度）与流畅度。三、Camera常见的数据输出格式：常见的数据输出格式有：Rawdata格式、YUV格式、RGB格式。RGB格式：采用这种编码方法，每种颜色都可用三个变量来表示红色、绿色以及蓝色的强度。每一个像素有三原色R红色、G绿色、B蓝色组成。YUV格式:其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma),就是灰阶值；而“U”和“V”表示色度(Chrominance或Chroma),是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。RAWDATA格式:是CCD或CMOS在将光信号转换为电信号时的电平高低的原始记录，单纯地将没有进行任何处理的图像数据，即摄像元件直接得到的电信号进行数字化处理而得到的。支持YUV/RGB格式的模组，一般会在模组上集成ISP（ImageSingleProcessor），经过A/D转换过的原始数据经过ISP处理生成YUV标准格式传到BB。一般来说，这种设计适用于低像素Camera的要求，会在主板上省去一个DSP，可降低成本。在调试过程中，YUV/RGB格式的摄像头，其所有参数都可在kernel层通过寄存器来控制。调试一般由sensor的原厂支持。支持RawData格式的模组，由于感光区域的需求，不会再模组内集成ISP以最大程度的增大感光区域的面积，提高照片质量。模组把原始的数字信号传给BB上的DSP进行处理，MTK自带的DSP一般包含ISP、JPEGencoder、和DSP控制芯片。在调试的时候图像的效果需要MTK在HAL层的参数进行支持。GhongConfidentialRevision0.1-Feb.142012-5-Ⓒ2012Ghonginc.CameraDriveranalysisintheplatformofMTKPreliminaryInformation四、阅读Camera的规格书（以Truly模组OV5647_Raw为例）：GhongConfidentialRevision0.1-Feb.142012-6-Ⓒ2012Ghonginc.CameraDriveranalysisintheplatformofMTKPreliminaryInformation五、Camera的硬件原理图及引脚（以W19S项目MainCameraOV5647为例）：从上面可看出，连接Camera的30根Pin脚可大致分为以下几类：1、电源部分：a)VCAMD就是DVDD数字供电，主要给ISP供电，由于RAWDATA格式的sensor其ISP是在BB端，所以将其引脚将其NC。从上面的规格书上可以看出DVDD是内部BB端供电。模组已将其NC掉了；b)VCAM_IO就是VDDIO数字IO电源主要给I2C部分供电；c)VCAMA就是AVDD模拟供电，主要给感光区和ADC部分供电；d)VCAM_AF是对Camera自动对焦马达的供电。2、SensorInput部分：a)Reset信号，用于复位、初始化。b)Standby/PowerDown信号，用于进入待机模式，降低功耗。c)Mclk，即MasterClock信号，是由BB端提供。3、SensorOutPut部分：a)Pclk，即PixelClock信号，由MCLK分频得到，作为外部时钟控制图像传输帧率b)HSYNC，行同步信号，其上升沿表示新一列行图像数据的开始。c)VSYNC，帧同步信号，其下降沿表示新的一帧图片的开始。d)D0-D9一共10根数据线（8/10根等）；4、I2C部分：SCL，I2C时钟信号线和SDA，I2C数据信号线。GhongConfidentialRevision0.1-Feb.142012-7-Ⓒ2012Ghonginc.CameraDriveranalysisintheplatformofMTKPreliminaryInformation六、MTK平台Camera驱动架构：上图的架构相信大家都有了一定的了解，android将系统大致分为应用层、库文件和硬件抽象层、Linux内核三层。在底层的内核空间，Camera的driver将其驱动起来以后，将硬件驱动的接口交给硬件抽象层，android上层的Camera应用程序在android实时系统中的虚拟机中，加载android留给Camera公用