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s5pv210camera驱动解析报告.pdf

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实用文档 S5PV210 camera 驱动分析( android ) 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。 实用文档 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 实用文档 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 I/O Description Type VSYNC I 帧同步信号 HREF I 行同步信号 PCLK I 像素时钟 Muxed DATA[7:0] I 像素数据 FIELD O FIELD 信号 CAM_MCLK O 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。 实用文档 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 实用文档 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

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