Android平板電腦camera驅(qū)動(dòng)移植內(nèi)容簡(jiǎn)介硬件平臺(tái)OV9650簡(jiǎn)介OV9650攝像頭結(jié)構(gòu)視頻驅(qū)動(dòng)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(shí)序圖Android的Camera系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Android調(diào)用Camera驅(qū)動(dòng)過(guò)程。硬件平臺(tái)三星s5pc100S5PC100開(kāi)發(fā)平臺(tái)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(chǔ)器，方便客戶編寫(xiě)、調(diào)試自己的應(yīng)用程序。同時(shí)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(kāi)發(fā)OV9650簡(jiǎn)介OV9650攝像頭OV9650是OmniVision公司的彩色CMOS圖像傳感器，具有130萬(wàn)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(dòng)整體框架V4L2的原理和架構(gòu)V4L2是Linux下開(kāi)發(fā)視頻采集設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的規(guī)范，它們使用分層的方法為驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)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(wèn)普通文件一樣對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)，攝像頭在/dev/video0下。V4L2是一個(gè)兩層結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，上層是videodev模塊，當(dāng)videodev初始化后，它把自己注冊(cè)一個(gè)主設(shè)備號(hào)為81的字符設(shè)備，同時(shí)注冊(cè)自己的字符驅(qū)動(dòng)成員函數(shù)；下層是V4L2驅(qū)動(dòng)程序，它實(shí)際上是videodev的客戶端，videodev通過(guò)v4l2驅(qū)動(dòng)程序的成員函數(shù)來(lái)調(diào)用V4L2驅(qū)動(dòng)程序。當(dāng)V4L2驅(qū)動(dòng)程序初始化后，它把一個(gè)包含V4L2驅(qū)動(dòng)程序成員函數(shù)，次設(shè)備號(hào)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(cè)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(dòng)程序V4L2驅(qū)動(dòng)程序具體的V4L2驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備SCCB傳輸協(xié)議簡(jiǎn)介S5PC100提供了一個(gè)攝像接口，攝像接口包括8位來(lái)自攝像頭的輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，一個(gè)輸出主時(shí)鐘信號(hào)，三個(gè)來(lái)自攝像頭的輸入同步時(shí)鐘信號(hào)和一個(gè)輸出復(fù)位信號(hào)。S5PC100僅僅提供了一個(gè)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(jiǎn)化的I2C協(xié)議，SIO-l是串行時(shí)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(shí)序與I2C基本相同。SCCB是和I2C相同的一個(gè)協(xié)議。SIO_C和SIO_D分別為SCCB總線的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線SCCB傳輸時(shí)序SCCB_E信號(hào)是一個(gè)必須由主設(shè)備驅(qū)動(dòng)的向，低電平有效的控制信號(hào)，它指示了數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_(kāi)始和結(jié)束。SCCB_E從高電平變?yōu)榈碗娖奖硎疽粋€(gè)傳輸?shù)拈_(kāi)始，從低電平變?yōu)楦唠娖奖硎疽粋€(gè)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(shí)，意味著此時(shí)總線空閑。SIO_C信號(hào)是一個(gè)必須由主設(shè)備驅(qū)動(dòng)的單向控制信號(hào)。它指出了每一個(gè)傳輸位。當(dāng)總線空閑時(shí)，主設(shè)備必須驅(qū)動(dòng)SIO_C為邏輯1。在傳輸開(kāi)始后，當(dāng)SIO_C被驅(qū)動(dòng)為邏輯0，則一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中SIO_C的一個(gè)邏輯1指示了一個(gè)單獨(dú)的已傳輸位。因此，SIO_D只能在SIO_C被驅(qū)動(dòng)為0時(shí)出現(xiàn).SIO_D信號(hào)是一個(gè)雙向數(shù)據(jù)信號(hào)，可以被主設(shè)備或從設(shè)備驅(qū)動(dòng)。當(dāng)總線空閑時(shí)該信號(hào)可以保持懸空或三態(tài)。SIO_C的一個(gè)邏輯1代表了一位傳輸，因此SIO_D僅當(dāng)SIO_C被驅(qū)動(dòng)為邏輯0時(shí)出現(xiàn)。SCCB傳輸開(kāi)始位，結(jié)束位開(kāi)始位：SCCB_E由高電平變?yōu)榈碗娖奖硎緮?shù)據(jù)傳輸?shù)拈_(kāi)始（如圖3所示）。但是在聲明數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始之前，主設(shè)備必須驅(qū)動(dòng)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(gè)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(gè)時(shí)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(gè)時(shí)間參數(shù)：tPSC和tPSA。

定義為SIO_D后處理（post-charge）時(shí)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(shí)間。

的最小值是15ns。

定義為SCCB_E的后活動(dòng)（post-active）時(shí)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(shí)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(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)了一套Android定義的對(duì)上對(duì)下接口規(guī)范，方便應(yīng)用及底層硬件的開(kāi)發(fā)和移植。這一層對(duì)上以Java類的形式包裝出android.hardware.Camera，提供給應(yīng)用層調(diào)用；對(duì)下在CameraHardwareInterface.h頭文件中定義了Camera硬件抽象層的接口，這是一個(gè)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(gè)實(shí)現(xiàn)類也即是下層中將講到的用戶庫(kù)層，它繼承CameraHardwareInterface接口，實(shí)例化對(duì)底層硬件驅(qū)動(dòng)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(dòng)改變的影響，方便在不同平臺(tái)上移植驅(qū)動(dòng)代碼，而保持上層的代碼不用變化。Android應(yīng)用框架層整個(gè)Camera在運(yùn)行的時(shí)候，可以大致上分成Client和Server兩個(gè)部分，它們分別在兩個(gè)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(duì)上層程序不可見(jiàn)。CameraClient端通過(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)。這就延伸到我們要介紹的Camera的下一個(gè)層次――庫(kù)層(HAL層)。庫(kù)層（硬件抽象層HAL）這個(gè)層次其實(shí)就是用戶空間的驅(qū)動(dòng)代碼。前面有介紹過(guò)框架層對(duì)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(dòng)，使用ioctl方式調(diào)用驅(qū)動(dòng)，最終生成libcamera.so供框架的libcameraservice.so調(diào)用。如果要在某硬件平臺(tái)上運(yùn)行Android，也就主要在