6.100ASK_V853-PRO開發板支持MIPI攝像頭

0.前言

? 100ASK_V853-PRO開發板支持4LINE的MIPI攝像頭和2LINE的MIPI攝像頭，使用百問網提供的Tina SDK包生成的鏡像，系統已經配置好了，可以直接使用。本章介紹如何去適配一個MIPI攝像頭，本文所用的2LINE的MIPI攝像頭，大家可以在百問網官方淘寶店鋪上購買。100ASK_V853-PRO開發板

全志Linux Tina-SDK開發完全手冊：https://tina.100ask.net/

如果您想適配自己的攝像頭，強烈建議您參照以下開發指南進行操作：

Camera_開發指南：https://tina.100ask.net/SdkModule/Linux_Camera_DevelopmentGuide-01/

1.VIN框架介紹

V853支持并口CSI、MIPI，使用VIN camera驅動框架。

Camera 通路框架

? VIN 支持靈活配置單/雙路輸入雙ISP 多通路輸出的規格

? 引入media 框架實現pipeline 管理

? 將libisp 移植到用戶空間解決GPL 問題

? 將統計buffer 獨立為v4l2 subdev

? 將的scaler（vipp）模塊獨立為v4l2 subdev

? 將video buffer 修改為mplane 方式，使用戶層取圖更方便

? 采用v4l2-event 實現事件管理

? 采用v4l2-controls 新特性

VIN 框架

? 使用過程中可簡單的看成是vin 模塊+ device 模塊+af driver + flash 控制模塊的方式；

? vin.c 是驅動的主要功能實現，包括注冊/注銷、參數讀取、與v4l2 上層接口、與各device 的下層接口、中斷處理、buffer 申請切換等；

? modules/sensor 文件夾里面是各個sensor 的器件層實現，一般包括上下電、初始化，各分辨率切換，yuv sensor 包括絕大部分的v4l2 定義的ioctrl 命令的實

現；而raw sensor 的話大部分ioctrl 命令在vin 層調用isp 庫實現，少數如曝光/增益調節會透過vin 層到實際器件層；

? modules/actuator 文件夾內是各種vcm 的驅動；

? modules/flash 文件夾內是閃光燈控制接口實現；

? vin-csi 和vin-mipi 為對csi 接口和mipi 接口的控制文件；

? vin-isp 文件夾為isp 的庫操作文件；

? vin-video 文件夾內主要是video 設備操作文件；

驅動路徑位于linux-4.9/drivers/media/platform/sunxi-vin 下。

sunxi-vin:
│ vin.c ;v4l2驅動實現主體（包含視頻接口和ISP部分）
│ vin.h ;v4l2驅動頭文件
│ top_reg.c ;vin對各v4l2 subdev管理接口實現主體
│ top_reg.h ;管理接口頭文件
│ top_reg_i.h ;vin模塊接口層部分結構體
├── modules
│ ├── actuator ;vcm driver
│ │ ├── actuator.c
│ │ ├── actuator.h
│ │ ├── dw9714_act.c
│ │ ├── Makefile
│ ├── flash ;閃光燈driver
│ │ ├── flash.c
│ │ └── flash.h
│ └── sensor ;sensor driver
│ ├── ar0144_mipi.c
│ ├── camera_cfg.h ;camera ioctl擴展命令頭文件
│ ├── camera.h ;camera公用結構體頭文件
│ ├── Makefile
│ ├── ov2775_mipi.c
│ ├── ov5640.c
│ ├── sensor-compat-ioctl32.c
│ ├── sensor_helper.c ;sensor公用操作接口函數文件
│ ├── sensor_helper.h
├── platform ;平臺相關的配置接口
├── utility
│ ├── bsp_common.c
│ ├── bsp_common.h
│ ├── cfg_op.c
│ ├── cfg_op.h
│ ├── config.c
│ ├── config.h
│ ├── sensor_info.c
│ ├── sensor_info.h
│ ├── vin_io.h
│ ├── vin_os.c
│ ├── vin_os.h
│ ├── vin_supply.c
│ └── vin_supply.h
├── vin-cci
│ ├── sunxi_cci.c
│ └── sunxi_cci.h
├── vin-csi
│ ├── parser_reg.c
│ ├── parser_reg.h
│ ├── parser_reg_i.h
│ ├── sunxi_csi.c
│ └── sunxi_csi.h
├── vin-isp
│ ├── sunxi_isp.c
│ └── sunxi_isp.h
├── vin-mipi
│ ├── sunxi_mipi.c
│ └── sunxi_mipi.h
├── vin-stat
│ ├── vin_h3a.c
│ ├── vin_h3a.h
│ ├── vin_ispstat.c
│ └── vin_ispstat.h
├── vin_test
├── vin-video
│ ├── vin_core.c
│ ├── vin_core.h
│ ├── vin_video.c
│ └── vin_video.h
└── vin-vipp
├── sunxi_scaler.c
├── sunxi_scaler.h
├── vipp_reg.c
├── vipp_reg.h
└── vipp_reg_i.h

2.驅動配置

? 100ASK_V853-PRO開發板支持4LINE雙攝鏡頭模組和2LINE單攝鏡頭模組，下面我僅演示2LINE的MIPI攝像頭如何進行配置。我們使用的是GC2053攝像頭，使用的是全志已經內置的驅動程序，路徑為：

kernel/linux-4.9/drivers/media/platform/sunxi-vin/modules/sensor/gc2053_mipi.c

3.設備樹配置

設備樹配置路徑：

device/config/chips/v853/configs/100ask/board.dts

camera相關配置：

                vind0:vind@0 {
                        vind0_clk = <300000000>;
                        status = "okay";

                        csi2:csi@2 {
                                pinctrl-names = "default","sleep";
                                pinctrl-0 = <&ncsi_pins_a>;
                                pinctrl-1 = <&ncsi_pins_b>;
                                status = "okay";
                        };
                        /*Online mode tp9953 uses online mode*/
                        tdm0:tdm@0 {
                                work_mode = <0>;
                        };

                        isp00:isp@0 {
                                work_mode = <0>;
                        };

                        scaler00:scaler@0 {
                                work_mode = <0>;
                        };

                        scaler10:scaler@4 {
                                work_mode = <0>;
                        };

                        scaler20:scaler@8 {
                                work_mode = <0>;
                        };

                        scaler30:scaler@12 {
                                work_mode = <0>;
                        };

                        actuator0:actuator@0 {
                                device_type = "actuator0";
                                actuator0_name = "ad5820_act";
                                actuator0_slave = <0x18>;
                                actuator0_af_pwdn = <>;
                                actuator0_afvdd = "afvcc-csi";
                                actuator0_afvdd_vol = <2800000>;
                                status = "disabled";
                        };
                        flash0:flash@0 {
                                device_type = "flash0";
                                flash0_type = <2>;
                                flash0_en = <>;
                                flash0_mode = <>;
                                flash0_flvdd = "";
                                flash0_flvdd_vol = <>;
                                status = "disabled";
                        };

                        sensor0:sensor@0 {
                                device_type = "sensor0";
                                sensor0_mname = "gc2053_mipi";
                                sensor0_twi_cci_id = <1>;
                                sensor0_twi_addr = <0x6e>;
                                sensor0_mclk_id = <0>;
                                sensor0_pos = "rear";
                                sensor0_isp_used = <1>;
                                sensor0_fmt = <1>;
                                sensor0_stby_mode = <0>;
                                sensor0_vflip = <0>;
                                sensor0_hflip = <0>;
                                sensor0_iovdd-supply = ;
                                sensor0_iovdd_vol = <1800000>;
                                sensor0_avdd-supply = ;
                                sensor0_avdd_vol = <2800000>;
                                sensor0_dvdd-supply = ;
                                sensor0_dvdd_vol = <1200000>;
                                sensor0_power_en = <>;
                                sensor0_reset = <&pio PA 18 1 0 1 0>;
                                sensor0_pwdn = <&pio PA 19 1 0 1 0>;
                                sensor0_sm_hs = <>;
                                sensor0_sm_vs = <>;
                                flash_handle = <&flash0>;
                                act_handle = <&actuator0>;
                                status  = "okay";
                        };
                        sensor1:sensor@1 {
                                device_type = "sensor1";
                                sensor1_mname = "tp9953";
                                sensor1_twi_cci_id = <0>;
                                sensor1_twi_addr = <0x88>;
                                sensor1_mclk_id = <2>;
                                sensor1_pos = "front";
                                sensor1_isp_used = <0>;
                                sensor1_fmt = <0>;
                                sensor1_stby_mode = <0>;
                                sensor1_vflip = <0>;
                                sensor1_hflip = <0>;
                                sensor1_iovdd-supply = ;
                                sensor1_iovdd_vol = <1800000>;
                                sensor1_avdd-supply = <>; /*;*/
                                sensor1_avdd_vol = <3300000>;
                                sensor1_dvdd-supply = <>;//;
                                sensor1_dvdd_vol = <1200000>;
                                sensor1_power_en = <&pio PI 0 1 0 1 0>;
                                sensor1_reset = <&pio PH 13 1 0 1 0>;
                                sensor1_pwdn  = <>;
                                /*sensor1_pwdn = <&pio PE 13 1 0 1 0>;*/
                                sensor1_sm_hs = <>;
                                sensor1_sm_vs = <>;
                                flash_handle = <>;
                                act_handle = <>;
                                status  = "okay";
                        };

4.內核配置

在Tina根目錄下執行make kernel_menuconfig

book@100ask:~/workspaces/tina-v853-open$ make kernel_menuconfig

注意:在進行內核配置前需要配置環境變量才可以進入內核調試，即在配置前輸入

book@100ask:~/workspaces/tina-v853-open$ source build/envsetup.sh
...
book@100ask:~/workspaces/tina-v853-open$ lunch
... 輸入1，選擇方案1

在內核配置界面中，進入如下目錄，輸入M選中下面兩項。

→ Device Drivers 
	→ Multimedia support 
		→ V4L platform devices
			   sunxi video input (camera csi/mipi isp vipp)driver
			     v4l2 new driver for SUNXI

可以看到全志已經支持了很多攝像頭，找到我們需要適配的攝像頭，輸入M將gc2053驅動編為模塊。

→ Device Drivers 
	→ Multimedia support 
		→ V4L platform devices 
			→ sensor driver select
				 use gc2053_mipi driver

注意：如果出現沒有的路徑，需要選擇上一級目錄才會打開。

5.Tina配置

在Tina根目錄下輸入make menuconfig，進入如下目錄

 > Kernel modules 
 	> Video Support
 		<*> kmod-vin-v4l2.............................. Video input support (staging)

如下圖所示

6.modules.mk配置

modules.mk主要完成兩個方面：

1. 拷貝相關的ko模塊到小機rootfs中
2. rootfs啟動時，按順序自動加載相關的ko模塊。

modules.mk文件路徑：

tina-v853-open/openwrt/target/v853/v853-100ask/modules.mk

驅動加載順序配置

 define KernelPackage/vin-v4l2
   SUBMENU:=$(VIDEO_MENU)
   TITLE:=Video input support (staging)
   DEPENDS:=
   FILES:=$(LINUX_DIR)/drivers/media/v4l2-core/videobuf2-core.ko
   FILES+=$(LINUX_DIR)/drivers/media/v4l2-core/videobuf2-dma-contig.ko
   FILES+=$(LINUX_DIR)/drivers/media/v4l2-core/videobuf2-memops.ko
   FILES+=$(LINUX_DIR)/drivers/media/v4l2-core/videobuf2-v4l2.ko
   FILES+=$(LINUX_DIR)/drivers/media/platform/sunxi-vin/vin_io.ko
   FILES+=$(LINUX_DIR)/drivers/media/platform/sunxi-vin/modules/sensor/gc2053_mipi.ko
 #  FILES+=$(LINUX_DIR)/drivers/media/platform/sunxi-vin/modules/sensor_power/sensor_power.ko
   FILES+=$(LINUX_DIR)/drivers/media/platform/sunxi-vin/vin_v4l2.ko
   FILES+=$(LINUX_DIR)/drivers/input/sensor/da380/da380.ko
   AUTOLOAD:=$(call AutoProbe,videobuf2-core videobuf2-dma-contig videobuf2-memops videobuf2-v4l2 vin_io gc2053_mipi vin_v4l2 da380.ko)
 endef

 define KernelPackage/vin-v4l2/description
  Kernel modules for video input support
 endef

 $(eval $(call KernelPackage,vin-v4l2))

7.S00mpp配置

V853平臺在完成modules.mk配置后，還需要完成.ko掛載腳本S00mpp的配置，以便開機快速啟動攝像頭模塊。

S00mpp配置路徑：

tina-v853-open/openwrt/target/v853/v853-100ask/busybox-init-base-files/etc/init.d/S00mpp

腳本對攝像頭驅動進行了提前加載，應用需要使用的時候即可快速配置并啟動。

#!/bin/sh
#
# Load mpp modules....
#

MODULES_DIR="/lib/modules/`uname -r`"

start() {
    printf "Load mpp modulesn"
    insmod $MODULES_DIR/videobuf2-core.ko
    insmod $MODULES_DIR/videobuf2-memops.ko
    insmod $MODULES_DIR/videobuf2-dma-contig.ko
    insmod $MODULES_DIR/videobuf2-v4l2.ko
    insmod $MODULES_DIR/vin_io.ko
#   insmod $MODULES_DIR/sensor_power.ko
    insmod $MODULES_DIR/gc4663_mipi.ko
    insmod $MODULES_DIR/vin_v4l2.ko
    insmod $MODULES_DIR/sunxi_aio.ko
    insmod $MODULES_DIR/sunxi_eise.ko
#   insmod $MODULES_DIR/vipcore.ko
}

stop() {
    printf "Unload mpp modulesn"
#   rmmod $MODULES_DIR/vipcore.ko
    rmmod $MODULES_DIR/sunxi_eise.ko
    rmmod $MODULES_DIR/sunxi_aio.ko
    rmmod $MODULES_DIR/vin_v4l2.ko
    rmmod $MODULES_DIR/gc4663_mipi.ko
#   rmmod $MODULES_DIR/sensor_power.ko
    rmmod $MODULES_DIR/vin_io.ko
    rmmod $MODULES_DIR/videobuf2-v4l2.ko
    rmmod $MODULES_DIR/videobuf2-dma-contig.ko
    rmmod $MODULES_DIR/videobuf2-memops.ko
    rmmod $MODULES_DIR/videobuf2-core.ko
}

case "$1" in
    start)
    start
    ;;
    stop)
    stop
    ;;
    restart|reload)
    stop
    start
    ;;
  *)
    echo "Usage: $0 {start|stop|restart}"
    exit 1
esac

exit $?

8.增加攝像頭測試程序

在Tina根目錄下執行make menuconfig，進入Tina配置界面后，進入如下目錄，輸入Y選中camerademo測試程序。

> Allwinner 
	> Vision
		<*> camerademo........................................ camerademo test sensor  ---> 

9.編譯燒寫鏡像

在Tina的根目錄下，輸入make -j32

book@100ask:~/workspaces/tina-v853-open$ make -j32
...
book@100ask:~/workspaces/tina-v853-open$ pack
...

? 生成鏡像后，將tina-v853-open/out/v853/100ask/openwrt/目錄下的v853_linux_100ask_uart0.img鏡像拷貝到Windows電腦主機中，使用全志PhoenixSuit燒寫工具燒寫到開發板上。

? 上電前需要連接插上12V的電源線，和兩條Type-C，把開關撥向電源接口方向上電，燒寫新鏡像后等待啟動系統，在命令行中輸入lsmod

root@TinaLinux:/# lsmod 
Module                  Size  Used by
vin_v4l2              181099  0 
gc2053_mipi             8567  0 
vin_io                 21106  3 vin_v4l2,gc2053_mipi
videobuf2_v4l2          9304  1 vin_v4l2
videobuf2_dma_contig     8632  1 vin_v4l2
videobuf2_memops         948  1 videobuf2_dma_contig
videobuf2_core         22168  2 vin_v4l2,videobuf2_v4l2
xradio_wlan              598  0 
xradio_core           431911  1 xradio_wlan
xradio_mac            222724  1 xradio_core

可以看到我們之前選中的VIN驅動和GC2053驅動已經裝載進去了

10.運行camera測試程序

在開發板的串口終端界面輸入camedemo -h可以輸出camera測試程序的使用教程

root@TinaLinux:/# camerademo -h
[CAMERA]**********************************************************
[CAMERA]*                                                        *
[CAMERA]*              this is camera test.                      *
[CAMERA]*                                                        *
[CAMERA]**********************************************************
[CAMERA]******************** camerademo help *********************
[CAMERA] This program is a test camera.
[CAMERA] It will query the sensor to support the resolution, output format and test frame rate.
[CAMERA] At the same time you can modify the data to save the path and get the number of photos.
[CAMERA] When the last parameter is debug, the output will be more detailed information
[CAMERA] There are eight ways to run:
[CAMERA]    1.camerademo --- use the default parameters.
[CAMERA]    2.camerademo debug --- use the default parameters and output debug information.
[CAMERA]    3.camerademo setting --- can choose the resolution and data format.
[CAMERA]    4.camerademo setting debug --- setting and output debug information.
[CAMERA]    5.camerademo NV21 640 480 30 bmp /tmp 5 --- param input mode,can save bmp or yuv.
[CAMERA]    6.camerademo NV21 640 480 30 bmp /tmp 5 debug --- output debug information.
[CAMERA]    7.camerademo NV21 640 480 30 bmp /tmp 5 Num --- /dev/videoNum param input mode,can save bmp or yuv.
[CAMERA]    8.camerademo NV21 640 480 30 bmp /tmp 5 Num debug --- /dev/videoNum output debug information.
[CAMERA]    8.camerademo NV21 640 480 30 bmp /tmp 5 Num 1 --- 1/2: chose memory: V4L2_MEMORY_MMAP/USERPTR
[CAMERA]**********************************************************

在開發板的串口終端界面輸入camerademo NV21 640 480 30 bmp /tmp 5，將會拍攝5張照片放在/tmp目錄下，將/tmp目錄下的文件拷貝到電腦端即可查看相應的圖片。

具體教程可以參考：https://tina.100ask.net/SdkModule/Linux_Camera_DevelopmentGuide-06/