RK3588-Camera:MIPI-CSI调试之通路解析

2023-06-11 19:35:53 jf_30051736

一、简介

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本文介绍RK3588平台的Camera:MIPI-CSI调试之通路解析

MIPI联盟，即移动产业处理器接口（Mobile Industry Processor Interface 简称MIPI）联盟。MIPI（移动产业处理器接口）是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准和一个规范。

(相关资料图)

目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。

CSI & DSI

• CSI ( Camera Serial Interface )：摄像头接口

• DSI ( Display Serial Interface )：显示接口

二、名词解释：

ISP ( Image Signal Processor )：即图像信号处理模块，主要作用是对前端图像传感器输出的信号做后期处理，依赖于 ISP 才能在不同的光学条件下都能较好的还原现场细节。VICAP（ Video capture ）：视频捕获单元

三、RK3588 的camera通路:

多sensor支持：

单路硬件isp最多支持4路复用，isp复用情况支持分辨率如下：2路复用：最大分辨率3840x2160，dts对应配置2路rkisp_vir设备。3路或4路复用：最大分辨率2560x1536，dts对应配置3或4路rkisp_vir设备。硬件支持最多采集7路sensor：6mipi + 1dvp，多sensor软件通路如下：

下图是RK3588 camera连接链路示意图，可以支持7路camera。

四、链路解析：

图中：mipi camera2---> csi2_dphy1 ---> mipi2_csi2 ---> rkcif_mipi_lvds2--->rkcif_mipi_lvds2_sditf --->rkisp0_vir2

对应节点：imx415 ---> csi2_dphy0 ---> mipi2_csi2 ---> rkcif_mipi_lvds2--->rkcif_mipi_lvds2_sditf --->rkisp0_vir2

链接关系：sensor---> csi2 dphy---->mipi csi host--->vicap

实线链路解析： Camera sensor ---> dphy ---> 通过mipi_csi2模块解析mipi协议---> vicap ( rkcif节点代表vicap )

虚线链路解析：vicap ---> rkcif_mipi_lvds2_sditf ---> isp

每个vicap节点与isp的链接关系，通过对应虚拟出的XXX_sditf来指明链接关系。

五、RK3588硬件通路框图

rk3588支持2个isp硬件，每个isp设备可虚拟出多个虚拟节点，软件上通过回读的方式，依次从ddr读取每一路的图像数据进isp处理。对于多摄方案，建议将数据流平均分配到两个isp上。回读：指数据经过vicap采集到ddr，应用获取到数据后，将buffer地址推送给isp，isp再从ddr获取图像数据。

六、详细解析：

imx415 : Camera sensorcsi2_dphy0 ： rk3588支持2个dphy硬件，这里我们称之为dphy0_hw/dphy1_hw ，，两个dphy硬件都可以工作在full mode 和split mode两种模式下。

当使用dphy0_hw:

full mode：节点名称使用csi2_dphy0，最多支持4 lane。当dphy0_hw使用full mode时，链路需要按照csi2_dphy1这条链路来配置，但是节点名称csi2_dphy1需要修改为csi2_dphy0，软件上是通过phy的序号来区分phy使用的模式。split mode：拆分成2个phy使用，分别为csi2_dphy1（使用0/1 lane）、csi2_dphy2(使用2/3 lane)，每个phy最多支持2 lane。

当使用dphy1_hw:

full mode：节点名称使用csi2_dphy3，最多支持4 lane。当dphy1_hw使用full mode时，链路需要按照csi2_dphy4这条链路来配置，但是节点名称csi2_dphy4需要修改为csi2_dphy3，软件上是通过phy的序号来区分phy使用的模式。split mode：拆分成2个phy使用，分别为csi2_dphy4（使用0/1 lane）、csi2_dphy5(使用2/3 lane)，每个phy最多支持2 lane。

dcphy：rk3588支持两个dcphy，节点名称分别为csi2_dcphy0/csi2_dcphy1。每个dcphy硬件支持RX/TX同时使用，对于camera输入使用的是RX。支持DPHY/CPHY协议复用；需要注意的是同一个dcphy的TX/RX只能同时使用DPHY或同时使用CPHY。其他dcphy参数请查阅rk3588数据手册。

使用上述mipi phy节点，需要把对应的物理节点配置上。（csi2_dcphy0_hw/csi2_dcphy1_hw/csi2_dphy0_hw/csi2_dphy1_hw）

每个mipi phy都需要一个csi2模块来解析mipi协议，节点名称分别为mipi0_csi2~mipi5_csi2。

rk3588所有camera数据都需要通过vicap，再链接到isp。rk3588仅支持一个vicap硬件，这个vicap支持同时输入6路mipi phy，及一路dvp数据，所以我们将vicap分化成rkcif_mipi_lvds~rkcif_mipi_lvds5、rkcif_dvp等7个节点，各个节点的绑定关系需要严格按照框图的节点序号配置。

每个vicap节点与isp的链接关系，通过对应虚拟出的XXX_sditf来指明链接关系。

rk3588支持2个isp硬件，每个isp设备可虚拟出多个虚拟节点，软件上通过回读的方式，依次从ddr读取每一路的图像数据进isp处理。对于多摄方案，建议将数据流平均分配到两个isp上。

直通与回读模式：•直通：指数据经过vicap采集，直接发送给isp处理，不存储到ddr。需要注意的是hdr直通时，只有短帧是真正的直通，长帧需要存在ddr，isp再从ddr读取。

•回读：指数据经过vicap采集到ddr，应用获取到数据后，将buffer地址推送给isp，isp再从ddr获取图像数据。

•在dts配置时，一个isp硬件，如果只配置一个虚拟节点，默认使用直通模式，如果配置了多个虚拟节点默认使用回读模式。

七、单路Camera的dts配置说明：( 以imx415摄像头为例 )

案例场景：这里使用的是csi2_dphy0的单路camera配置：链路配置： imx415 —> csi2_dphy0 —> mipi2_csi2 —> rkcif_mipi_lvds2—>rkcif_mipi_lvds2_sditf —>rkisp0_vir2

&i2c3 {status = "okay";imx415: imx415@1a {status = "okay";compatible = "sony,imx415";reg = < 0x1a >;clocks = < &cru CLK_MIPI_CAMARAOUT_M3 >;clock-names = "xvclk";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = < &mipim0_camera3_clk >;power-domains = < &power RK3588_PD_VI >;pwdn-gpios = < &gpio1 RK_PB0 GPIO_ACTIVE_HIGH >;reset-gpios = < &gpio4 RK_PA0 GPIO_ACTIVE_LOW >;rockchip,camera-module-index = < 0 >;rockchip,camera-module-facing = "back";rockchip,camera-module-name = "CMK-OT2022-PX1";rockchip,camera-module-lens-name = "IR0147-50IRC-8M-F20";port {imx415_out0: endpoint {remote-endpoint = < &mipidphy0_in_ucam0 >;data-lanes = < 1 2 3 4 >;};};};camera_imx219: camera-imx219@10 {status = "disabled";compatible = "sony,imx219";reg = < 0x10 >;clocks = < &clk_cam_24m >;clock-names = "xvclk";rockchip,camera-module-index = < 0 >;rockchip,camera-module-facing = "back";rockchip,camera-module-name = "rpi-camera-v2";rockchip,camera-module-lens-name = "default";port {imx219_out0: endpoint {remote-endpoint = < &mipidphy0_in_ucam1 >;data-lanes = < 1 2 >;};};};};&csi2_dphy0_hw {status = "okay";};&csi2_dphy0 {status = "okay";ports {#address-cells = < 1 >;#size-cells = < 0 >;port@0 {reg = < 0 >;#address-cells = < 1 >;#size-cells = < 0 >;mipidphy0_in_ucam0: endpoint@1 {reg = < 1 >;remote-endpoint = < &imx415_out0 >;data-lanes = < 1 2 3 4 >;};mipidphy0_in_ucam1: endpoint@2 {reg = < 2 >;remote-endpoint = < &imx219_out0 >;data-lanes = < 1 2 >;};};port@1 {reg = < 1 >;#address-cells = < 1 >;#size-cells = < 0 >;csidphy0_out: endpoint@0 {reg = < 0 >;remote-endpoint = < &mipi2_csi2_input >;};};};};&mipi2_csi2 {status = "okay";ports {#address-cells = < 1 >;#size-cells = < 0 >;port@0 {reg = < 0 >;#address-cells = < 1 >;#size-cells = < 0 >;mipi2_csi2_input: endpoint@1 {reg = < 1 >;remote-endpoint = < &csidphy0_out >;};};port@1 {reg = < 1 >;#address-cells = < 1 >;#size-cells = < 0 >;mipi2_csi2_output: endpoint@0 {reg = < 0 >;remote-endpoint = < &cif_mipi2_in0 >;};};};};&rkcif {status = "okay";};&rkcif_mipi_lvds2 {status = "okay";port {cif_mipi2_in0: endpoint {remote-endpoint = < &mipi2_csi2_output >;};};};&rkcif_mipi_lvds2_sditf {status = "okay";port {mipi_lvds2_sditf: endpoint {remote-endpoint = < &isp0_vir0 >;};};};&rkcif_mmu {status = "okay";};&rkisp0 {status = "okay";};&isp0_mmu {status = "okay";};&rkisp0_vir0 {status = "okay";port {#address-cells = < 1 >;#size-cells = < 0 >;isp0_vir0: endpoint@0 {reg = < 0 >;remote-endpoint = < &mipi_lvds2_sditf >;};};};&pinctrl {camera {cam_pwdn_gpio: cam-pwdn-gpio {rockchip,pins = < 1 RK_PB0 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up >;};};};

八、调试技巧

8.1 i2c设备的通用调试命令：查看设备是否挂载到i2c总线下：

i2cdetect -y 3

8.2 摄像命令

Linux系统摄像命令：

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video11 ! video/x-raw,format=NV12,width=3840,height=2160, framerate=30/1 ! xvimagesink

Android系统：

Android系统自带相机APP。点击APP，看摄像画面是否正常显示。

8.3 imx415 相关的log信息

dmesg | grep imx415

8.4 查看拓扑结构

media-ctl -d /dev/media0 -p

审核编辑：汤梓红

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