FS_S5PC100平台上Linux Camera驱动开发详解

FS_S5PC100平台上Linux Camera驱动开发详解

说明：
        理解摄像头驱动需要四个前提：
        1）摄像头基本的工作原理和S5PC100集成的Camera控制器的工作原理
        2）platform_device和platform_driver工作原理
        3）Linux内核V4L2驱动架构
        4）Linux内核I2C驱动架构

1. 摄像头工作原理

OV9650/9655是CMOS接口的图像传感器芯片，可以感知外部的视觉信号并将其转换为数字信号并输出。通过下面的框图可以清晰的看到它的工作原理：

我们需要通过XVCLK1给摄像头提供时钟，RESET是复位线，PWDN在摄像头工作时应该始终为低。HREF是行参考信号，PCLK是像素时钟，VSYNC是场同步信号。一旦给摄像头提供了时钟，并且复位摄像头，摄像头就开始工作了，通过HREF，PCLK和VSYNC同步传输数字图像信号。数据是通过D0~D7这八根数据线并行送出的。

OV9650向外传输的图像格式是YUV的格式，YUV是一种压缩后的图像数据格式，它里面还包含很多具体的格式类型，我们的摄像头对应的是YCbCr（8 bits, 4:2:2, Interpolated color）.一定要搞清楚格式，后面的驱动里面设置的格式一定要和这个格式一致。

OV9650里面有很多寄存器需要配置，配置这些寄存器就需要通过芯片里面的SCCB总线去配置。SCCB其实是一种弱化的I2C总线。我们可以直接把摄像头接在S5PC100的I2C控制器上，利用I2C总线去读写寄存器，当然直接使用GPIO模拟I2C也可以实现读写。我们的驱动代码里两种操作模式都实现了。

从OV9650采集过来的数据没法直接交给CPU处理。S5PC100芯片里面集成了Camera控制器，叫FIMC（Fully Interactive Mobile Camera）。摄像头需要先把图像数据传给控制器，经过控制器处理（裁剪拉升后直接预览或者编码）之后交给CPU处理。

实际上摄像头工作需要的时钟也是FIMC给它提供的。

2. 驱动开发思路

因为驱动程序是承接硬件和软件的桥梁，因此开发摄像头驱动我们要搞清楚两方面的内容：第一是摄像头的硬件接口，也就是它是怎么和芯片连接的，如何控制它，如何给摄像头复位以及传送数据的格式等等；第二是摄像头的软件接口，Linux内核里面摄像头属于标准的V4L2设备，但是这个摄像头只是一个传感器，具体的操作都需要通过FIMC来控制，这看起来关系比较复杂。

相比较而言，硬件接口容易搞懂，通过读芯片手册和原理图基本上就没有问题了，软件接口比较复杂，主要中间有一个Camera控制器。下面主要集中分析软件接口。