一、攝像頭工作原理

　　上一篇我們講了攝像頭模組的組成，工作原理，做為一種了解。下面我們析攝像頭從寄存器角度是怎么工作的。如何閱讀攝像頭規(guī)格書（針對(duì)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)用到關(guān)鍵參數(shù)，以GT2005為例）。

　　規(guī)格書，也就是一個(gè)器件所有的說明，精確到器件每一個(gè)細(xì)節(jié)，軟件關(guān)心的寄存器、硬件關(guān)心的電氣特性、封裝等等。單單驅(qū)動(dòng)方面，我們只看對(duì)我們有用的方面就可以了，沒必要全部看完。主要這樣資料全都是鳥語(yǔ)（En）,全部看完一方面時(shí)間上會(huì)用的比較多，找到關(guān)鍵的地方就行了。

　　1、camera的總體示意圖如下：控制部分為攝像頭上電、IIC控制接口，數(shù)據(jù)輸出為攝像頭拍攝的圖傳到主控芯片，所有要有data、行場(chǎng)同步和時(shí)鐘號(hào)。GT2005/GT2015是CMOS接口的圖像傳感器芯片，可以感知外部的視覺信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出。

　　我們需要通過MCLK給攝像頭提供時(shí)鐘，RESET是復(fù)位線，PWDN在攝像頭工作時(shí)應(yīng)該始終為低。PCLK是像素時(shí)鐘，HREF是行參考信號(hào)，VSYNC是場(chǎng)同步信號(hào)。一旦給攝像頭提供了時(shí)鐘，并且復(fù)位攝像頭，攝像頭就開始工作了，通過HREF，VSYNC和PCLK同步傳輸數(shù)字圖像信號(hào)。數(shù)據(jù)是通過D0~D7這八根數(shù)據(jù)線并行送出的。

　?。?）、PixelArray

　　GT2005陣列大小為1268列、1248行,有效像素為1616列,1216行。也就是說攝像頭為1600X1200的時(shí)候，像素點(diǎn)要多于這個(gè)，去除邊緣一部分，保證圖像質(zhì)量吧。

　?。?）、IIC這個(gè)不用說了，攝像頭寄存器初始化的數(shù)據(jù)都從這里傳輸?shù)?，所有的IIC器件都一樣的工作，來張圖吧，后面做詳細(xì)分析；

　　下面這一部分在調(diào)試驅(qū)動(dòng)的過程中比較重要了：,L5}+H#?!X

　?。?）、MCLK

　　電子元件工作都得要個(gè)時(shí)鐘吧，攝像頭要工作，這個(gè)就是我們所要的時(shí)鐘，在主控制芯片提供，這個(gè)時(shí)鐘一定要有，要不然攝像頭不會(huì)工作的。

　　（4）、上下電時(shí)序，這個(gè)要接規(guī)格書上來，注間PWDN、RESETB這兩個(gè)腳，不同的攝像頭不太一樣，這個(gè)圖是上電時(shí)序，上電時(shí)參考一下，知道在那里看就行；

　?。?）PCLKD1~D7

　　攝像頭得到的數(shù)據(jù)要傳出來吧，要有數(shù)據(jù)，當(dāng)然數(shù)據(jù)出來要有時(shí)鐘和同步信號(hào)了，看下它的時(shí)序，和LCD顯示的時(shí)序一樣，道理是一樣的：

　　2m(o9M,x7O9v

　?。?）、主要的寄存器：分辨率、YUV順序、X軸、Y軸鏡相、翻轉(zhuǎn)

　　以上工作完成后，也許還有一些問題，分辨率太小；YUV順序不對(duì)圖像不對(duì)；XY圖像方向。這些工作完成后，如果還有什么細(xì)節(jié)的問題，如果你想花時(shí)間，看規(guī)格書里面的寄存器可以解決的，如果不想看，找模組廠的FAE，他們專業(yè)的，很快會(huì)幫你搞定。

　?。?）、攝像頭的硬件接口

　　7~$C+r*R!z#QG-

　　二、S5pv310上Camera主控芯片上的硬件接口

　?。?、CAMIFCameraInterface

　　先看一下攝像頭接口框圖：（這個(gè)看著有點(diǎn)抽像，我們放這里，先了解一下，其實(shí)驅(qū)動(dòng)中一般不會(huì)涉及到這里，不過我們這里分析了，就把這個(gè)帶出來了）

　　（1）、攝像頭接口的主要屬性：

　　a、支持多種輸入接口：（就是上面我們看到的四模式）

　　DMA(AXI64-bitinterface)模式；

　　MIPI(CSI)模式；

　　ITU-RBT601/656/709模式；

　　DirectFIFO(PlayBack)模式；

　　b、支持多種輸出模式：

　　DMA(AXI64-bitinterface)模式；

　　DirectFIFO模式；

　　c、支持?jǐn)?shù)碼變焦DigitalZoomIn(DZI)capability；

　　d、支持多攝像頭輸入；

　　e、支持視頻同步信號(hào)極性可編程控制；

　　f、支持最大輸入分辨率為8192X8192；

　　g、支持圖像翻轉(zhuǎn)（Ｘ軸、Ｙ軸鏡相,90、180、270翻轉(zhuǎn)）；

　　h、支持多種圖片格式；

　　i、支持捕獲幀控制；

　　j、支持的圖像特效。

　　2、FIMCFullyInteractiveMobileCamera

　　攝像頭的采集的數(shù)據(jù)要CPU無(wú)法直接處理，主控芯片里面集成了Camera控制器，叫FIMC（FullyInteractiveMobileCamera）。攝像頭需要先把圖像數(shù)據(jù)傳給控制器，經(jīng)過控制器處理（裁剪拉升后直接預(yù)覽或者編碼）之后交給CPU處理。實(shí)際上攝像頭工作需要的時(shí)鐘（MCLK）也是FIMC給它提供的。

　　在s5pv310上的攝像頭接口是一個(gè)FIMC(完全交互式移動(dòng)相機(jī)接口),支持ITURBT-601-605標(biāo)準(zhǔn)、AMX接口、MIPI接口

　　MIPI、ITU、AMX

　?。?）、ITU國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信部門ITU-RRadiocommunicationSectorofITU簡(jiǎn)稱ITU-RITU-RBT.60116位數(shù)據(jù)傳輸；Y、U、V信號(hào)同時(shí)傳輸，是并行數(shù)據(jù)，行場(chǎng)同步單獨(dú)輸出。.U4O*n*G+],gITU-RBT.6568/10位數(shù)據(jù)傳輸；不需要同步信號(hào)；串行數(shù)據(jù)傳輸；傳輸速率是601的2倍；先傳Y，后傳UV。行場(chǎng)同步信號(hào)嵌入在數(shù)據(jù)流中。

　?。?）、MIPI（移動(dòng)行業(yè)處理器接口）是MobileIndustryProcessorInterface的縮寫MIPI規(guī)范：Camera工作組：MIPICameraSerialInterface1.0specification.CameraSerialInterface2v1.0(CSI-2)

　?。?）、AMX（AdvancedeXtensibleInterface）是一種總線協(xié)議，該協(xié)議是ARM公司提出的AMBA（AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture）3.0協(xié)議中最重要的部分，是一種面向高性能、高帶寬、低延遲的片內(nèi)總線。

　　3、接口信息

　　FIMC信號(hào)定義如下所示(YCbCr模式)

　　Signal

　　    

　　I/O

　　    

　　Description

　　    Type#d/j4q(M+T9l)V:e+`;^

　　HREF

　　    

　　I

　　    

　　行同步信號(hào)

　　    

　　PCLK

　　    

　　I

　　    

　　像素時(shí)鐘

　　DATA[7:0]

　　    

　　I

　　    

　　像素?cái)?shù)據(jù)

　　FIELD

　　    

　　O

　　    

　　FIELD信號(hào)

　　MCLK    

　　O

　　    

　　系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)

　　通過CAM_MCLK給攝像頭提供時(shí)鐘，RST是復(fù)位線，PWDN在攝像頭工作時(shí)應(yīng)該始終為低。HREF是行參考信號(hào)，PCLK是像素時(shí)鐘，VSYNC是場(chǎng)同步信號(hào)。一旦給攝像頭提供了時(shí)鐘，并且復(fù)位攝像頭，攝像頭就開始工作了，通過HREF，PCLK和VSYNC同步傳輸數(shù)字圖像信號(hào)。數(shù)據(jù)是通過DATA0~DATA7這八根數(shù)據(jù)線并行送出的。

　　4、不同接口模式的工作時(shí)序

　　ITU-RBT656輸入時(shí)序圖,這種方式下同步信號(hào)已經(jīng)內(nèi)嵌到視頻數(shù)據(jù)中了，因此不需要額外的行和幀同步信號(hào)。;R5]+o!c4_"A5I0g

　　ITU-RBT601輸入時(shí)序圖,這種方式下行和幀同步信號(hào)獨(dú)立于視頻數(shù)據(jù)，因此需要同步信號(hào)。)sn%d"{'r;|.N

　?。↖TU-RBT601:16位數(shù)據(jù)傳輸；21芯；Y、U、V信號(hào)同時(shí)傳輸。6~7R*d%L"Q0W+xITU-RBT656:9芯，不需要同步信號(hào)；8位數(shù)據(jù)傳輸；串行視頻傳輸；傳輸速率是601的2倍；先傳Y，后傳UV。）

　　同步信號(hào)的時(shí)延參數(shù)

　　Øt1：表示VSYNC前、后插入周期

　　Øt2：表示HREF前插入周期

　　Øt3：表示HREF寬度

　　Øt4：表示HREF后插入周期

　?。怠amera的時(shí)鐘域，三個(gè)時(shí)鐘：系統(tǒng)時(shí)鐘、PCLK、MCLK

　　每個(gè)攝像頭接口包括三個(gè)時(shí)鐘域，每一個(gè)時(shí)鐘域是系統(tǒng)總線時(shí)鐘，第二個(gè)是攝像頭像素時(shí)鐘PCLK，第三個(gè)時(shí)鐘域?yàn)閮?nèi)部時(shí)鐘MCLK。系統(tǒng)總線時(shí)鐘必需高于PCLK，CAM_MCLK必需固定頻率分頻，如PLL時(shí)鐘。如果有外部時(shí)鐘晶振，CAM_MCLK空掉。不需要同步ＭMCLK，PCLK應(yīng)該與schmitt-triggered電平移位器連接。

　　5_9x7x#S"l7zM!d#i

　　6、硬件接口電路

　　主控芯片上的接口：

　　*D-G:H%~+}3q&`"w([%]

　　camera接口

　　

　　6.JPG(45.48KB,下載次數(shù):2)