android下camera的分析

主控： Samsung   Cortex  ARM A8  smdkc110  1G

Camera: OV5640(500W)

系统：  android 2.3
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。附：镜头的好坏会影响到成像的质量主要包括两个方面：镜头的透孔的宽度和镜头的高度，当然镜头越好，成像更清晰，价格也更高

 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。附：sensors的焦距会影响到远景的效果，500W的话焦距一般设置到1.8-2.5M

 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，目前在像素越来越高端情况下，信号处理一般移交给主控操作，sensors直接扔出原始数据

 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(现在高像素一般是不需要sensors集成的DSP的)，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， RAW DATA 数据经过 AWB、 则 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、 硬件原理图分析 

 POWER:

  VDD_CAMA28  ----2.8v  camera的模拟电压

  VDD_CAMD28  ----1.5v  camera的工作电压

  VDD_CAMIO28  ----2.8v  camera的GPIO口数字电压 

OUTPUT:

 CAM_DATA: camera的数据管脚。此数据脚可以输出的格式有YUV、RGB、JPEG     

 CAM_VSYNC: camera的帧同步信号管脚。一个VYSNC信号结束表示一帧（即一个画面）的数据已经输出完毕

 CAM_HSYNC: camera行同步信号管脚。一个HSYNC信号结束表示一行的数据已经输出完毕 

 CAM_PCLK:  像素同步信号管脚。一个PCLK信号结束表示一个数据已经输出完毕 

INPUT:

CAM_PWDN: camera的使能管脚，当camera处于PWDN模式时，一切对camera的操作都是无效的，因此，在RST之前，一定要将PWDN管脚置为normal模式

CAM_RST: camera的复位管脚。此方式为硬复位模式，一般管脚置为低，camera处于硬复位状态，camera的各个IO口恢复到出厂默认状态。只有在XCLK开启后，将RESET置为低，硬复位才有效，否则复位无效。

CAM_MCLK:  camera工作时钟管脚。此管脚为主控提供camera的工作时钟

CAM_I2C:  camera与主控的通信管脚

附：

在走PCB板的时候可以尽量让电源线走短一点，线也可以稍微粗一点，设计电源的时候可以加上0.47uf 、0.1uf的电容，高频、低频可以很好的控制

三、 软件驱动分析
    1、   上电顺序、下电顺序(基于OV5640)    
        这一步我就忽略不描述了，参照sensors的时序图就可以了

    2、配置 OV5640相关信息
        

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1. #ifdef CONFIG_VIDEO_OV5640
   
2. static struct ov5640_platform_data ov5640_plat = {
   
3.     .default_width = 640,
   
4.     .default_height = 480,
   
5.     .pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV,
   
6.     .freq = 24000000,
   
7.     .is_mipi = 0,
   
8. };
   
9. 
   
10. static struct i2c_board_info ov5640_i2c_info = {
    
11.     I2C_BOARD_INFO("OV5640", 0x78 >> 1),
    
12.     .platform_data = &ov5640_plat,
    
13. };
    
14. 
    
15. static struct s3c_platform_camera ov5640 = {
    
16. //#ifdef CAM_ITU_CH_A
    
17.     .id        = CAMERA_PAR_B,
    
18. //#else
    
19.     //.id        = CAMERA_PAR_B,
    
20. //#endif
    
21.     .type        = CAM_TYPE_ITU,
    
22.     .fmt        = ITU_601_YCBCR422_8BIT,
    
23.     .order422    = CAM_ORDER422_8BIT_YCBYCR,//CAM_ORDER422_8BIT_CBYCRY,
    
24.     .i2c_busnum = 1, //3, //uses gpio emulated
    
25.     .info        = &ov5640_i2c_info,
    
26.     .pixelformat    = V4L2_PIX_FMT_YUYV,
    
27.     .srclk_name    = "mout_mpll",
    
28.     .clk_name    = "sclk_cam1",
    
29.     .clk_rate    = 24000000, /* 24MHz */
    
30.     .line_length    = 640, /* 640*480 */
    
31.     /* default resol for preview kind of thing */
    
32.     .width        = 640,
    
33.     .height        = 480,
    
34.     .window        = {
    
35.         .left = 16,
    
36.         .top = 0,
    
37.         .width = 640 - 16,
    
38.         .height = 480,
    
39.     },
    
40. 
    
41.     /* Polarity */
    
42.     .inv_pclk    = 0,
    
43.     .inv_vsync    = 1,
    
44.     .inv_href    = 0,
    
45.     .inv_hsync    = 0,
    
46. 
    
47.     .initialized    = 0,
    
48.     .cam_power    = set_cam5640_main_power,
    
49. };
    
50. #endif

3、 FIMC初始化设置

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1. static struct s3c_platform_fimc fimc_plat = {
   
2.     .srclk_name    = "mout_mpll",
   
3.     .clk_name    = "sclk_fimc",
   
4.     .lclk_name    = "sclk_fimc_lclk",
   
5.     .clk_rate    = 166750000,
   
6.     .default_cam    = CAMERA_CSI_C,
   
7.      .camera        = {
   
8.         &OV5640,//5M back cam
   
9.         &OV2659,///2m front cam
   
10.     },
    
11.     .hw_ver        = 0x43,
    
12. };

有以上的步骤，同时保证在I2C那段通讯正常的话，按正常情况下来讲的话camera是可以点亮了。但调试camera才刚开始，因为我第一次接触camera，而刚好我这个平台没有DSP算法，所以遇到各种稀奇古怪的问题，调试这款camera前前后后也发了我很多很多时间，限于篇幅我就不列举了，总之在调试这款camera的时候很多效果都是我一步一步的摸索，导致走了很多弯路，所以要多和FAE多沟通沟通，如果不给你技术支持就直接跑到FAE那里去请教^_^