Android平板電腦camera驅(qū)動

Android平板電腦camera驅(qū)動移植內(nèi)容簡介硬件平臺OV9650簡介OV9650攝像頭結(jié)構(gòu)視頻驅(qū)動整體框架V4L2原理和框架V4L2的構(gòu)架流程SCCB傳輸協(xié)議SCCB傳輸時序圖Android的Camera系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Android調(diào)用Camera驅(qū)動過程。硬件平臺三星s5pc100S5PC100開發(fā)平臺采用三星公司最新推出的S5PC100處理器（ARMCortexA8核），最高主頻可達(dá)到800MHz。板上配置有256MbytesDDR內(nèi)存、256MbytesNandsh和2MbytesNorFlash等大容量存儲器，方便客戶編寫、調(diào)試自己的應(yīng)用程序。同時集成USB、UART、SD、LCD、Camera、VGA等常用設(shè)備接口，適用于各種手持設(shè)、消費(fèi)電子和工業(yè)控制設(shè)備等產(chǎn)品的開發(fā)OV9650簡介OV9650攝像頭OV9650是OmniVision公司的彩色CMOS圖像傳感器，具有130萬像素，支持SXGA,VGA,QVGA,QQVGA,CIF,QCIF,QQCIF的分辨率，具有多種色彩輸出格式RGB,RGB(GRB4:2:2),YUV(4:2:2)和YCbCr(4:2:2)，OV9650采用標(biāo)準(zhǔn)的SCCB接口。OV9650攝像頭結(jié)構(gòu)視頻驅(qū)動整體框架V4L2的原理和架構(gòu)V4L2是Linux下開發(fā)視頻采集設(shè)備驅(qū)動程序的規(guī)范，它們使用分層的方法為驅(qū)動程序的開發(fā)提供了清晰的模型和一致的接口。應(yīng)用程序處于最上層，與Framebuffer一樣，V4L2都處于中間層，而實(shí)際的硬件設(shè)備處于下層，在linux中，視頻設(shè)備是設(shè)備文件，可以像訪問普通文件一樣對其進(jìn)行讀寫，攝像頭在/dev/video0下。V4L2是一個兩層結(jié)構(gòu)的驅(qū)動，上層是videodev模塊，當(dāng)videodev初始化后，它把自己注冊一個主設(shè)備號為81的字符設(shè)備，同時注冊自己的字符驅(qū)動成員函數(shù)；下層是V4L2驅(qū)動程序，它實(shí)際上是videodev的客戶端，videodev通過v4l2驅(qū)動程序的成員函數(shù)來調(diào)用V4L2驅(qū)動程序。當(dāng)V4L2驅(qū)動程序初始化后，它把一個包含V4L2驅(qū)動程序成員函數(shù)，次設(shè)備號以及其他相關(guān)信息的結(jié)構(gòu)傳遞給videodev,從而把它要處理的設(shè)備注冊到videodev.V4L2的構(gòu)架和流程文件操作接口（ioctl/mmap…）字符設(shè)備驅(qū)動程序V4L2驅(qū)動程序具體的V4L2驅(qū)動硬件設(shè)備SCCB傳輸協(xié)議簡介S5PC100提供了一個攝像接口，攝像接口包括8位來自攝像頭的輸入數(shù)據(jù)信號，一個輸出主時鐘信號，三個來自攝像頭的輸入同步時鐘信號和一個輸出復(fù)位信號。S5PC100僅僅提供了一個攝像接口，因此要實(shí)現(xiàn)其功能，還需要攝像頭。在這里，我們使用OV9650。OV9650內(nèi)部有大量的寄存器需要配置，這就需要另外的數(shù)據(jù)接口。OV9650的數(shù)據(jù)接口稱為SCCB（串行攝像控制總線）。SCCB是簡化的I2C協(xié)議，SIO-l是串行時鐘輸入線，SIO-O是串行雙向數(shù)據(jù)線，分別相當(dāng)于I2C協(xié)議的SCL和SDA。SCCB的總線時序與I2C基本相同。SCCB是和I2C相同的一個協(xié)議。SIO_C和SIO_D分別為SCCB總線的時鐘線和數(shù)據(jù)線SCCB傳輸時序SCCB_E信號是一個必須由主設(shè)備驅(qū)動的向，低電平有效的控制信號，它指示了數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始和結(jié)束。SCCB_E從高電平變?yōu)榈碗娖奖硎疽粋€傳輸?shù)拈_始，從低電平變?yōu)楦唠娖奖硎疽粋€傳輸?shù)慕Y(jié)束，在數(shù)據(jù)傳輸期間，SCCB_E必須維持在邏輯0，當(dāng)SCCB_E為1時，意味著此時總線空閑。SIO_C信號是一個必須由主設(shè)備驅(qū)動的單向控制信號。它指出了每一個傳輸位。當(dāng)總線空閑時，主設(shè)備必須驅(qū)動SIO_C為邏輯1。在傳輸開始后，當(dāng)SIO_C被驅(qū)動為邏輯0，則一個數(shù)據(jù)傳輸開始。在數(shù)據(jù)傳輸過程中SIO_C的一個邏輯1指示了一個單獨(dú)的已傳輸位。因此，SIO_D只能在SIO_C被驅(qū)動為0時出現(xiàn).SIO_D信號是一個雙向數(shù)據(jù)信號，可以被主設(shè)備或從設(shè)備驅(qū)動。當(dāng)總線空閑時該信號可以保持懸空或三態(tài)。SIO_C的一個邏輯1代表了一位傳輸，因此SIO_D僅當(dāng)SIO_C被驅(qū)動為邏輯0時出現(xiàn)。SCCB傳輸開始位，結(jié)束位開始位：SCCB_E由高電平變?yōu)榈碗娖奖硎緮?shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始（如圖3所示）。但是在聲明數(shù)據(jù)傳輸開始之前，主設(shè)備必須驅(qū)動SIO_D為邏輯1以取得總線的控制權(quán)，這樣做可以防止在總線上傳輸數(shù)據(jù)之前傳播一個未知狀態(tài)。結(jié)束位：SCCB_E由低電平變?yōu)殡姼咂奖硎緮?shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束（如圖4所示）。在結(jié)束傳輸階段定義了兩個時間參數(shù)：SCCB_E由低電平變?yōu)殡姼咂奖硎緮?shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束（如圖4所示）。在結(jié)束傳輸階段定義了兩個時間參數(shù)：tPSC和tPSA。

定義為SIO_D后處理（post-charge）時間，即SCCB_E在聲明傳輸結(jié)束以后SIO_D必須保持為邏輯1的時間。

的最小值是15ns。

定義為SCCB_E的后活動（post-active）時間，即在SIO_D聲明傳輸結(jié)束以后SCCB_E必須保持為邏輯0的時間，它的最小值是0ns。Android的Camera系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)用camera客戶端Android應(yīng)用框架層Camera框架層將應(yīng)用與底層的實(shí)現(xiàn)隔離開來，實(shí)現(xiàn)了一套Android定義的對上對下接口規(guī)范，方便應(yīng)用及底層硬件的開發(fā)和移植。這一層對上以Java類的形式包裝出android.hardware.Camera，提供給應(yīng)用層調(diào)用；對下在CameraHardwareInterface.h頭文件中定義了Camera硬件抽象層的接口，這是一個包含純虛函數(shù)的類，必須被實(shí)現(xiàn)類繼承才能使用。這個實(shí)現(xiàn)類也即是下層中將講到的用戶庫層，它繼承CameraHardwareInterface接口，實(shí)例化對底層硬件驅(qū)動的封裝，最終生成libcamera.so供框架的libcameraservice.so調(diào)用。這樣做的好處是讓Camera的應(yīng)用框架代碼獨(dú)立，不受底層硬件驅(qū)動改變的影響，方便在不同平臺上移植驅(qū)動代碼，而保持上層的代碼不用變化。Android應(yīng)用框架層整個Camera在運(yùn)行的時候，可以大致上分成Client和Server兩個部分，它們分別在兩個進(jìn)程中運(yùn)行，它們之間使用Binder機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通訊。這樣在client調(diào)用接口，功能則在server中實(shí)現(xiàn)，但是在client中調(diào)用就好像直接調(diào)用server中的功能，進(jìn)程間通訊的部分對上層程序不可見。CameraClient端通過Binder機(jī)制與CameraServer端通訊，Server端的實(shí)現(xiàn)傳遞到Client端。而Server端的實(shí)現(xiàn)又是調(diào)用硬件接口來實(shí)現(xiàn)。這就延伸到我們要介紹的Camera的下一個層次――庫層(HAL層)。庫層（硬件抽象層HAL）這個層次其實(shí)就是用戶空間的驅(qū)動代碼。前面有介紹過框架層對下在CameraHardwareInterface.h頭文件中定義了Camera硬件抽象層的接口，它是包含純虛函數(shù)的類，必須被實(shí)現(xiàn)類繼承才能使用。HAL層正好繼承CameraHardwareInterface接口，依據(jù)V4l2規(guī)范實(shí)例化底層硬件驅(qū)動，使用ioctl方式調(diào)用驅(qū)動，最終生成libcamera.so供框架的libcameraservice.so調(diào)用。如果要在某硬件平臺上運(yùn)行Android，也就主要在