一、 设备节点、模块、拓扑结构关系
拓扑结构是我们了解MIPI-CSI内部模块以及与摄像头连接关系的最直观最便捷的方法。
1. 如何表示拓扑结构?
file视角
v4l2视角
来自:参考文档《RKISP_Driver_User_Manual_v1.3.pdf》
模块之间相互独立,通过struct media_entity来进行抽象,通常会将struct media_entity嵌入到其他结构中,以支持media framework功能;
entity模块包含struct media_pad,pad可以认为是端口,与其他模块进行联系的媒介,针对特定模块来说它是确定的;
pad通过struct media_link来建立连接,指定source和sink,即可将通路建立起来;
各个模块之间最终建立一条数据流,便是一条pipeline了,同一条pipeline中的模块,可以根据前一个模块查找到下一个模块,因此也可以很方便进行遍历,并做进一步的设置操作;
2. 设备节点-------少media的
在/sys/class/video4linux/下可以找到v4l2相关的设备节点:
udev文件系统会为我们在dev/目录下创建一个video0节点,即dev/video0
用户可以打开dev/video0节点,通过IOCTL命令和内核空间进行通信。
3. 拓扑结构图
命令media-ctl可以查看拓扑结构图
下面是根据显示内容绘制的拓扑图:
拓扑结构
该图中各个entity对应的设备节点名称已经标注。模块的上方的黄色pad默认是source pad,下方的黄色pad是sink pad
字符设备类型主要有两种(只考虑摄像头):
/dev/videox (x取值0~8) (所有设备共用主设备号81,次设备号区分)
/dev/v4l-subdevx (x取值0~3)
video设备主要用于图像操作,必须创建结构体struct video_device变量,v4l-subdev设备主要对应sensor等具体从设备,必须创建struct v4l2_subdev变量,内部的isp和csi、csi-dphy也都需要注册为subdev
这些entity由media_entity模块负责维护,将他们连接起来。
4. 模块功能
这些entity瑞芯微已经设定了他们各自的功能:
这些entity我们可以理解为一个个功能模块。
这些功能模块有的用于驱动csi、有的驱动isp、有的用于预览图像、有的用于统计视频信息、有的用于配置参数。
这些功能模块,并不是都一定每个camera控制器都有的,有一些是通用的,比如,mainpath、selfpath,有一些要完全看SoC设计,即使瑞芯微的SoC,不同型号,差别也不小。所以具体问题要具体分析,不可教条。
v4l2只定义了基本架构,定义好了回调函数接口,要实现模块具体功能只需要填充好对应的回调函数即可,应用层通过这些字符设备文件和对应的ioctrl命令,就可以实现相应的功能。
二、 如何描述拓扑?
1. struct rkisp_device
rk3568的camera控制器使用结构体struct rkisp_device管理所有的资源。
其中与isp2.1拓扑结构相关的的几个结构体成员以及他们之间的关系:
2. 举例1:rkisp-csi-subdev注册到拓扑结构中
要添加到拓扑结构中,表示该模块的结构体中包含成员struct media_pad ,它和struct v4l2_subdev中的 struct media_entity entity;共同生成拓扑结构。
rkisp-csi-subdev设备结构体定义如下:
参考第二节的拓扑图中 entity6 :
由上图可知,该模块有6个pad,pad属性定义如下
pad的名称定义如下:
isp的in pad
根据该拓扑图,pads[0] 为sink ,pads[1~5] 均为source
以下是驱动中pad初始化代码:
一些关键的宏汇总:
由代码可得,拓扑关系由csi_dev->pads描述。
最终调用函数media_entity_pads_init()注册。
大家也可以试着去分析其他的模块。
三、设备树如何描述摄像头拓扑结构?
1. 设备树说明文档
瑞芯微MIPI-CSI设备树节点属性说明参考内核说明文档:
这些文档中有关于port、remote-endpoint等节点的详细说明,如果不是厂家,我们只需要搞懂摄像头拓扑结构即可。
2. ov13850
我们移植的摄像头为ov13850,他的连接关系如下:
数据通道通过mipi接口连接到rk3568的mipi通道0
Camera控制器的csi2-dphy0模块负责从mipi通道中接收数据帧
外设摄像头拓扑关系由设备树来描述,内核会自动解析并帮我们自动注册。
千言万语,不如一图:
由上图可得:
摄像头ov13850设备树只有一个port子节点,所以pad为0,out表示该pad是source pad
remote-endpoint属性表示该pad连接的上游模块的pad名字:mipi_in_ucam0,而模块csi2_dphy0中包含pad:mipi_in_ucam0,所以ov13850连接到该模块
csi2_dphy0 port0节点的mipi_in_ucam0设备,通过remote-endpoint即可知道该pad所连接的是设备ov13850的pad
综上可得csi2_dphy0的pad0(sink pad)连接的ov13850的pad0(source pad)
文中各种mipi技术文档,后台回复关键字:mipi
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