摄像头ov13850移植笔记

大家好，我是Peter，除了内核外，后面会持续增加驱动的内容。今天推荐一篇。

0、环境

soc : rk3568 
board: EVB1-DDR4-V10
软 件：Android 11
Linux：4.19.232

一、ov13850简介

1. 产品参数

品牌：Omnivision

型号：CMK-OV13850

接口：MIPI

像素：1320W

OV13850彩色图像传感器是一款低电压、高性能1/3.06英寸1320万像素CMOS图像传感器，使用OmniBSI+?技术提供了单-1320万像素（4224 3136)摄像头的功能。通过串行摄像头控制总线（SCCB)接口的控制，它提供了全帧、下采样、开窗的10位MIPI图像。

OV13850拥有一个能够在10位1320万像素分辨率下以每秒24帧（fps)的速度运行的图像阵列，用户可以完全控制图像质量、格式和输出数据传输。所有需要的图像处理功能，包括曝光控制、白平衡、缺陷像素消除等，都可以通过SCCB接口进行编程。

此外，OmniBSI图像传感器使用专有的传感器技术，通过减少或消除固定图案噪声、污迹等常见的图像污染光源来提高图像质量，从而产生干净、完全稳定的彩色图像。

为了提供定制信息，OV13850包括一个单编程（OPT)存储器。OV13850拥有最多4车道的MIPI接口。

OV13850适用于低功耗相机模块。

以下是测试用的摄像头&扩展板：

2. 特性

镜头尺寸：1/3.06英寸像素大小：1.12毫米 1.12毫米 31.2 CRA为6mm z高度可编程控制帧速率，镜像和翻转，裁剪和窗口 1320万像素AT30fps 双线串行总线控制（SCCB) 闪光灯输出控制闪光支持输出格式：10位RAW RGB 支持图像大小：13.2MP(4224 3136)、10MP(4224 2376)、4K2K(3840 2160)、EIS 1080P(2112 1188)、EIS 720P(1408 792)、more3 支持2 2 Binning 可达4车道MIPI串行输出接口标准系列SCCB接口 8k bit的嵌入式一次性可编程（OTP)存储器（见侧注）两个片上锁相环（PLLs) 可编程控制：增益、曝光、帧率、图像大水、水平反射镜、垂直翻转裁剪和平移内置温度传感器图像质量控制：缺陷校正，自动黑电平校准，镜头阴影校正，和高度计行HDR。保证传感器结温：-300C到+850C 电源核心：1.14V-1.26V;模拟：2.6-3.0V输入/输出：1.7-3.0V 封装：PLCC40

3. ov13850引脚图

4. ov13850功能模块

定时脉冲发生器输出时钟来访问成像阵列的行,预先填充电荷并且按顺序对数组的行进行采样。

在预先填充电荷和采样的时间间隔内，每个像素点的电荷曝光时减少入射光。

这是在滚动快门的体系结构的曝光时间。

曝光时间通过调整预先填充电荷和采样之间的时间间隔控制。

在每一行的像素数据采样后,通过模拟电路(AMP)进一步处理:纠正偏移量和将数据乘以相应的增益。

模拟处理后通过10位ADC的输出数组中的每个像素的数据。

ISP(image sensor processor)通过图像输出接口单元，经过mipi接口（MCP/MDP）将图像数据发送出去。

5. 像素数组

OV13850传感器的图像数组4256列3152行(13414912像素)

颜色过滤器是安排在Bayer模式

Binning mode 2x2 binning

Binning mode 通常用于低分辨率

6. mirror 和 flip

OV13850提供图像mirror（左右翻转）和 flip（上下翻转）模式

二、驱动移植

瑞芯微支持的摄像头，有个support list，

此次从该list中选择了ov13850

1. 驱动源文件及对应脚本

默认sdk里面已经将支持的所有摄像头驱动都添加到了内核，所以不需要移植该驱动了，

但是还是要确认下移植驱动对应的一些信息

源程序

rk_android11.0_sdk_220718kerneldriversmediai2cov13850.c 
rk_android11.0_sdk_220718kernelincludeconfigvideoov13850.h

kernel/drivers/media/i2c/Makefile

115 obj-$(CONFIG_VIDEO_OV13850) += ov13850.o

kernel/drivers/media/i2c/Kconfig

1282 config VIDEO_OV13850 
1283 tristate "OmniVision OV13850 sensor support"
1284 depends on I2C && VIDEO_V4L2 && VIDEO_V4L2_SUBDEV_API
1285 depends on MEDIA_CAMERA_SUPPORT
1286 select V4L2_FWNODE
1287 ---help---
1288 This is a Video4Linux2 sensor driver for the OmniVision
1289 OV13850 camera.

驱动对应的宏开关

kernel/arch/arm64/configs/rockchip_defconfig

581 CONFIG_VIDEO_OV13850=y

2. 设备树

1）典型ov系列摄像头链接示意图

ov系列摄像头与SOC连接的主要的引脚有：i2c、rst、pwdn、mclk、MIPI Clk、MIPI DATA

这几根线是驱动工程师必须捋清楚的

2）电路图

本次我们直接将摄像头插在公版的视频接口，用的是通道0，使用了4个lane【不知道具体硬件信息就问硬件工程师】

由电路图可知，几个关键引脚关系：

reset信号：GPIO3 B6
power down信号：GPIO4 B4
I2C通道：4
clock：cif

3）设备树节点

参考sdk中其他平台的ov13850节点来填写

kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi
ov13850: ov13850@10 {
status = "okay";
compatible = "ovti,ov13850";
reg = <0x10>;
clocks = <&cru CLK_CIF_OUT>;
clock-names = "xvclk";
power-domains = <&power RK3568_PD_VI>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&cif_clk>;
reset-gpios = <&gpio3 RK_PB6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pwdn-gpios = <&gpio4 RK_PB4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
rockchip,camera-module-index = <0>;
rockchip,camera-module-facing = "back";
rockchip,camera-module-name = "ZC-OV13850R2A-V1";
rockchip,camera-module-lens-name = "Largan-50064B31";
port {
ov13850_out: endpoint {
remote-endpoint = <&mipi_in_ucam0>;
data-lanes = <1 2 3 4>;
};
};
};

114 &csi2_dphy0 {
115 status = "okay";
116
117 ports {
118 #address-cells = <1>;
119 #size-cells = <0>;
120 port@0 {
121 reg = <0>;
122 #address-cells = <1>;
123 #size-cells = <0>;
124
125 mipi_in_ucam0: endpoint@1 {
126 reg = <1>;
127 remote-endpoint = <&ov13850_out>;
128 data-lanes = <1 2 3 4>;
129 };
……
152 }；

设备树的信息最终转换成i2c_client,并传递给ov13850驱动ov13850_probecompatible = "ovti,ov13850";与驱动的of_match_table 保持一致

@rk_android11.0_sdkkerneldriversmediai2cov13850.c
#if IS_ENABLED(CONFIG_OF)
static const struct of_device_id ov13850_of_match = {
{ .compatible = "ovti,ov13850" },
{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, ov13850_of_match);
#endif

static const struct i2c_device_id ov13850_match_id = {
{ "ovti,ov13850", 0 },
{ },
};

static struct i2c_driver ov13850_i2c_driver = {
.driver = {
.name = OV13850_NAME,
.pm = &ov13850_pm_ops,
.of_match_table = of_match_ptr(ov13850_of_match),
},
.probe = &ov13850_probe,
.remove = &ov13850_remove,
.id_table = ov13850_match_id,
};

关于摄像头驱动，

彭老师后面会继续更一篇文章讲解。

3. 安卓配置文件

在以下两个文件增加对应摄像头信息，

hardware/rockchip/camera/etc/camera/camera3_profiles_rk356x.xml
hardware/rockchip/camera/etc/camera/camera3_profiles.xml

一口君直接参考的其他文件，

然后找一个相近型号的摄像头修改的

三、查看摄像头相关信息

1. 开机log

移植成功后，确认下对应的驱动log

10-26 17:58:54.659 0 0 I ov13850 4-0010: driver version: 00.01.05
10-26 17:58:54.659 0 0 W ov13850 4-0010: Failed to get power-gpios, maybe no use
10-26 17:58:54.659 0 0 W ov13850 4-0010: 4-0010 supply avdd not found, using dummy regulator
10-26 17:58:54.659 0 0 I ov13850 4-0010: Linked as a consumer to regulator.0
10-26 17:58:54.659 0 0 W ov13850 4-0010: 4-0010 supply dovdd not found, using dummy regulator
10-26 17:58:54.659 0 0 W ov13850 4-0010: 4-0010 supply dvdd not found, using dummy regulator
10-26 17:58:54.660 0 0 E ov13850 4-0010: could not get default pinstate
10-26 17:58:54.660 0 0 E ov13850 4-0010: could not get sleep pinstate
10-26 17:58:54.665 0 0 I ov13850 4-0010: Detected OV00d850 sensor, REVISION 0xb2
10-26 17:58:54.665 0 0 I rockchip-csi2-dphy csi2-dphy0: dphy0 matches m00_b_ov13850 4-0010:bus type 4

2. 查看ov13850设备

驱动加载成功后，会有以下信息

查看摄像头设备节点：

rk3568_r:/ # ls /dev/video* -l
ls /dev/video* -l
crw-rw---- 1 media camera 81, 0 2022-10-31 06:56 /dev/video0
crw-rw---- 1 media camera 81, 1 2022-10-31 06:56 /dev/video1
crw-rw---- 1 media camera 81, 2 2022-10-31 06:56 /dev/video2
crw-rw---- 1 media camera 81, 3 2022-10-31 06:56 /dev/video3
crw-rw---- 1 media camera 81, 4 2022-10-31 06:56 /dev/video4
crw-rw---- 1 media camera 81, 5 2022-10-31 06:56 /dev/video5
crw-rw---- 1 media camera 81, 6 2022-10-31 06:56 /dev/video6
crw-rw---- 1 media camera 81, 7 2022-10-31 06:56 /dev/video7
crw-rw---- 1 media camera 81, 8 2022-10-31 06:56 /dev/video8

3. 查看sys文件系统中文件信息

内核会为摄像头在目录/sys/class/video4linux下分配设备信息描述文件

rk3568_r:/ # grep ov13850 /sys/class/video4linux/v*/name
grep ov13850 /sys/class/video4linux/v*/name
/sys/class/video4linux/v4l-subdev3/name:m00_b_ov13850 4-0010

rk3568_r:/ # grep "" /sys/class/video4linux/v*/name | grep mainpath
grep "" /sys/class/video4linux/v*/name | grep mainpath
/sys/class/video4linux/video0/name:rkisp_mainpath

4. 查看拓扑 media-ctl -d /dev/media0 -p

rk3568_r:/ # media-ctl -d /dev/media0 -p 
media-ctl -d /dev/media0 -p
Opening media device /dev/media0
Enumerating entities
Found 13 entities
Enumerating pads and links
Media controller API version 0.0.255

Media device information
------------------------
driver rkisp-vir0
model rkisp0
serial
bus info
hw revision 0x0
driver version 0.0.255

Device topology
- entity 1: rkisp-isp-subdev (4 pads, 7 links)
type V4L2 subdev subtype Unknown
device node name /dev/v4l-subdev0
pad0: Sink
[fmt:SBGGR10/4224x3136
crop.bounds:(0,0)/4096x3072
crop:(0,0)/4096x3072]
<- "rkisp-csi-subdev":1 
<- "rkisp_rawrd0_m":0 
<- "rkisp_rawrd2_s":0 
pad1: Sink
<- "rkisp-input-params":0 
pad2: Source
[fmt:YUYV2X8/4096x3072
crop.bounds:(0,0)/4096x3072
crop:(0,0)/4096x3072]
-> "rkisp_mainpath":0 
-> "rkisp_selfpath":0 
pad3: Source
-> "rkisp-statistics":0 

- entity 6: rkisp-csi-subdev (6 pads, 5 links)
type V4L2 subdev subtype Unknown
device node name /dev/v4l-subdev1
pad0: Sink
<- "rockchip-csi2-dphy0":1 
pad1: Source
-> "rkisp-isp-subdev":0 
pad2: Source
-> "rkisp_rawwr0":0 
pad3: Source
pad4: Source
-> "rkisp_rawwr2":0 
pad5: Source
-> "rkisp_rawwr3":0 

- entity 13: rkisp_mainpath (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video0
pad0: Sink
<- "rkisp-isp-subdev":2 

- entity 19: rkisp_selfpath (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video1
pad0: Sink
<- "rkisp-isp-subdev":2 

- entity 25: rkisp_rawwr0 (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video2
pad0: Sink
<- "rkisp-csi-subdev":2 

- entity 31: rkisp_rawwr2 (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video3
pad0: Sink
<- "rkisp-csi-subdev":4 

- entity 37: rkisp_rawwr3 (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video4
pad0: Sink
<- "rkisp-csi-subdev":5 

- entity 43: rkisp_rawrd0_m (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video5
pad0: Source
-> "rkisp-isp-subdev":0 

- entity 49: rkisp_rawrd2_s (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video6
pad0: Source
-> "rkisp-isp-subdev":0 

- entity 55: rkisp-statistics (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video7
pad0: Sink
<- "rkisp-isp-subdev":3 

- entity 61: rkisp-input-params (1 pad, 1 link)
type Node subtype V4L
device node name /dev/video8
pad0: Source
-> "rkisp-isp-subdev":1 

- entity 67: rockchip-csi2-dphy0 (2 pads, 2 links)
type V4L2 subdev subtype Unknown
device node name /dev/v4l-subdev2
pad0: Sink
<- "m00_b_ov13850 4-0010":0 
pad1: Source
-> "rkisp-csi-subdev":0 

- entity 70: m00_b_ov13850 4-0010 (1 pad, 1 link)
type V4L2 subdev subtype Sensor
device node name /dev/v4l-subdev3
pad0: Source
[fmt:SBGGR10/4224x3136]
-> "rockchip-csi2-dphy0":0

从entity70信息中可以看到：

该Entity完整的名称是：m00_b_ov13850 4-0010
它是一个V4L2 subdev(Sub-Device) Sensor
它对应的节点是/dev/v4l-subdev3，应用程序（如v4l2-ctl）可以打开它，并进行配置
它仅有一个输出（Source）节点，记为pad0
它的输出格式是[fmt:SBGGR10/4224x3136]，其中SBGGR10是一种mbus-code的简称
它的Source pad0 链接到"rockchip-csi2-dphy0"的pad0，并且当前的状态是 ENABLED。

三、拍照测试

1. 抓帧

rk3568_r:/ # v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=800,height=600,pixelformat=NV12 --stream-mmap=3 --stream-to=/sdcard/out.yuv --stream-skip=9 --stream-count=1
m-mmap=3 --stream-to=/sdcard/out.yuv --stream-skip=9 --stream-count=1 <
<<<<<<<<< 7.51 fps
<

【看到<<<<<<<<< 7.51 fps 说明成功】

参数说明

-d： 摄像头对应设备文件
--set-fmt-video：指定了宽高及pxielformat(用FourCC表示)。NV12即用FourCC表示的pixelformat
--stream-mmap：指定buffer的类型为mmap，即由kernel分配的物理连续的或经过iommu映射的buffer
--stream-to：指定帧数据保存的文件路径
--stream-skip：指定丢弃(不保存到文件)前3帧
--stream-count：指定抓取的帧数，不包括--stream-skip丢弃的数量

其他参数
--set-selection，指定对输入图像进行裁剪。特别是当RKISP1的前级大小发生变化时要保证selection不大于前级输出大小。RKCIF的裁剪则是通过--set-crop参数设置的
--stream-poll，该选项指示v4l2-ctl采用异步IO，即在dqbuf前先用select等等帧数据完成，从而保证dqbuf不阻塞。否则dqbuf将会阻塞直到有数据帧到来

2. 显示图片：

将文件**/sdcard/out.yuv从板子通过adb pull**命令拷贝出来，

运行于windows下：
adb pull /sdcard/out.yuv

再拷贝到ubuntu中，执行以下命令显示图片【用其他可以打开yuv格式图片的工具也可以】

ffplay out.yuv -f rawvideo -pixel_format nv12 -video_size 800x600

【拍照时选择其他较高分辨率会出错，暂时还没解决这个问题，有知道的可以联系我：yikoupeng】

四、参数设置

1. 显示摄像头参数

显示摄像头参数

rk3568_r:/ # v4l2-ctl -d /dev/video0 -l 
v4l2-ctl -d /dev/video0 -l
User Controls
exposure 0x00980911 (int) : min=4 max=3324 step=1 default=1536 value=1536
Image Source Controls
vertical_blanking 0x009e0901 (int) : min=192 max=29631 step=1 default=192 value=192
horizontal_blanking 0x009e0902 (int) : min=576 max=576 step=1 default=576 value=576 flags=read-only
analogue_gain 0x009e0903 (int) : min=16 max=248 step=1 default=16 value=16
Image Processing Controls
link_frequency 0x009f0901 (intmenu): min=0 max=0 default=0 value=0 flags=read-only
pixel_rate 0x009f0902 (int64) : min=0 max=120000000 step=1 default=120000000 value=120000000 flags=read-only
test_pattern 0x009f0903 (menu) : min=0 max=4 default=0 value=0

2. 增加曝光exposure

exposure值区间为: 4-3324 命令实例：

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl exposure=3324

3. 增加图片亮度analogue_gain

analogue_gain用于设置显示的图像的亮度

analogue_gain值区间：16-248

命令实例：

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl analogue_gain=240

analogue_gain=16现象

analogue_gain=244现象【效果非常明显】

4. 测试显示信息test_pattern

参数test_pattern，可以用于测试显示图像

0：摄像头
1-3 测试图片命令实例：

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl test_pattern=0

test_pattern = 1

test_pattern = 2

test_pattern = 3

5. 修改Entity的format、size

举例一，GC2053摄像头支持多个分辨率的输出，默认为1920x1080。现将输出分辨率改为640x480：

media-ctl -d/dev/media0 --set-v4l2' "m00_b_ov13850 4-0010":0[fmt:SBGGR10//640x480]'

修改GC2053输出后，rkisp-isp-subdev的大小及video device crop也相应要修改。因为后级的大小不能大于前级的大小。

~/>$ media-ctl -d/dev/media0 --set-v4l2 ' "rkisp-isp-subdev":0[fmt:SBGGR10/640x480]'
~/>$ media-ctl -d/dev/media0 --set-v4l2 ' "rkisp-isp-subdev":0[crop: (0, 0)/640x480]'
~/>$ media-ctl -d/dev/media0 --set-v4l2 ' "rkisp-isp-subdev":2[crop: (0, 0)/640x480]'
~/>$ v4l2-ctl -d/dev/video0
--set-selection=target=crop, top=0, left=0, width=640, height=480

五、遇到问题解决

1. 解决闪退

主要是camera3_profiles_rk356x.xml和camera3_profiles.xml这两个文件中没有ov13850的信息

所以找到这两个文件，增加相对应的摄像头信息改文件位于sdk的目录如下：

hardware/rockchip/camera/etc/camera/

内容比较多，只贴出我修改那一段【我将其他摄像头都删除了】

 




 







…………

文件camera3_profiles.xml参数的说明，瑞芯微官方有相应的说明文档

2. app 提示没有权限连接&打开设备失败

10-24 15:20:15.535 1668 1668 D CAM_Camera2OneCamMgr: Getting First BACK Camera
10-24 15:20:15.535 1668 1668 I CameraManagerGlobal: Connecting to camera service
10-24 15:20:15.539 346 346 W ServiceManager: Permission failure: android.permission.CAMERA_OPEN_CLOSE_LISTENER from uid=10090 pid=1668
10-24 15:20:15.542 1668 1668 D CAM_Camera2OneCamMgr: Getting First FRONT Camera
10-24 15:20:15.543 1668 1668 W CAM_Camera2OneCamMgr: No front-facing camera found,try to find external facing camera.
10-24 15:20:15.544 1668 1668 W CAM_Camera2OneCamMgr: No external camera found.

该log位于以下文件

./packages/apps/Camera2/src/com/android/camera/one/v2/Camera2OneCameraManagerImpl.java:172

修改文件

packages/apps/Camera2/AndroidManifest.xml

增加下面两处，会解决连接ManagerService 错误问题


android:sharedUserId="android.uid.system"

同时将设备树文件将mipi_in_ucam0里的reg修改为1，如果有其他摄像头信息，一次往后填写或者删除。

114 &csi2_dphy0 {
115 status = "okay";
116
117 ports {
118 #address-cells = <1>;
119 #size-cells = <0>;
120 port@0 {
121 reg = <0>;
122 #address-cells = <1>;
123 #size-cells = <0>;
124
125 mipi_in_ucam0: endpoint@1 {
126 reg = <1>;
127 remote-endpoint = <&ov13850_out>;
128 data-lanes = <1 2 3 4>;
129 };
……

【这个reg是什么意思，有知道的老铁可以给我留言】

3. APP打开设备失败

从log看，没有任何permission问题，摄像头也打开了，但是就是连接失败，主要是xml文件的sensorType 设置不对

hardware/rockchip/camera/etc/camera/camera3_profiles_rk356x.xml
hardware/rockchip/camera/etc/camera/camera3_profiles.xml

找到这两个文件下面的值

修改为

六、后续

后面还会持续更新驱动相关的内容，感兴趣的朋友关注我。

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页面更新：2024-05-05

标签：可编程摄像头电荷节点像素图像接口文件笔记设备信息

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