瑞芯微 | 摄像头ov13850移植笔记

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_220718\kernel\drivers\media\i2c\ov13850.c

rk_android11.0_sdk_220718\kernel\include\config\video\ov13850.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_probe()

compatible = "ovti,ov13850";与驱动的of_match_table 保持一致

@rk_android11.0_sdk\kernel\drivers\media\i2c\ov13850.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】

	<Profiles cameraId="0" name="ov13850" moduleId="m00">

        <Supported_hardware>

            <hwType value="SUPPORTED_HW_RKISP1"/>

        </Supported_hardware>

        <Android_metadata> <!-- Android static metadata only -->

            <!-- Color Correction -->

            <colorCorrection.availableAberrationModes value="OFF"/>

            <!-- Control -->

            <control.availableModes value="OFF"/>

            <control.aeAvailableAntibandingModes value="OFF,50HZ,60Hz,AUTO"/>

            <control.aeAvailableModes value="ON,OFF"/>

            <control.aeLockAvailable value="FALSE"/>

            …………

            <sensorType value="SENSOR_TYPE_RAW"/> <!-- SENSOR_TYPE_SOC or SENSOR_TYPE_RAW -->

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

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA_OPEN_CLOSE_LISTENER"/>

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

<sensorType value="SENSOR_TYPE_RAW"/> <!-- SENSOR_TYPE_SOC or SENSOR_TYPE_RAW -->

修改为

<sensorType value="SENSOR_TYPE_SOC"/> <!-- SENSOR_TYPE_SOC or SENSOR_TYPE_RAW -->

六、后续

后面还有一些工作需要进一步研究：

目前只调通了1个摄像头，后需要会再增加1个2lane的摄像头
视频颜色还有点发绿，还需要进一步调试

有一起玩瑞芯微平台的老铁，后台猛戳我