攝像頭工作原理

1、、攝像頭工作原理上一篇我們講了攝像頭模組的組成，工作原理，作為一種了解。下面我們析攝像頭從存放器角度是怎么工作的。如何閱讀攝像頭規(guī)格書(shū)針對(duì)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)用到關(guān)鍵參數(shù)，以GT2005為例。規(guī)格書(shū)，也就是一個(gè)器件所有的說(shuō)明，精確到器件每一個(gè)細(xì)節(jié)，軟件關(guān)心的存放器、硬件關(guān) 心的電氣特性、封裝等等。單單驅(qū)動(dòng)方面，我們只看對(duì)我們有用的方面就可以了，沒(méi)必要全部看完。主要這些資料全都是鳥(niǎo)語(yǔ)，全部看完一方面時(shí)間上會(huì)用的比擬多，找到關(guān)鍵的地方就行了。1、camera的總體示意圖如下： 控制局部為攝像頭上電、12C控制接口，數(shù)據(jù)輸出為攝像頭 拍攝的圖傳到主控芯片，所有要有data、行場(chǎng)同步和時(shí)鐘信號(hào)。GT2005/G

2、T2021是CMO接口的圖像傳感器芯片，可以感知外部的視覺(jué)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出。我們需要通過(guò) MCLK給攝像頭提供時(shí)鐘，RESET是復(fù)位線，PWD在攝像頭工作 時(shí)應(yīng)該始終為低。PCLK是像素時(shí)鐘這個(gè)應(yīng)該是等同于 CSI中的普通差分時(shí)鐘通道，HREF 是行參考信號(hào)，VSYNC!場(chǎng)同步信號(hào)。一旦給攝像頭提供了時(shí)鐘，并且復(fù)位攝像頭，攝像頭 就開(kāi)始工作了，通過(guò)HREF VSYN和PCLK同步傳輸數(shù)字圖像信號(hào)。數(shù)據(jù)是通過(guò)D0D7這八根數(shù)據(jù)線并行送出的。1 、Pixel ArrayGT2005陣列大小為1268列、1248行，有效像素為1616列,1216 行。也就是說(shuō)攝像頭為1600X1200

3、的時(shí)候，像素點(diǎn)要多于這個(gè)，去除邊緣一局部，保證圖像質(zhì)量吧。2 、|2C這個(gè)不用說(shuō)了，攝像頭存放器初始化的數(shù)據(jù)都從這里傳輸?shù)模械腎2C器件都一樣的工作，來(lái)張圖吧，后面做詳細(xì)分析；下面這一局部在調(diào)試驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中比擬重要了：3 、MCLK電子元件工作都得要個(gè)時(shí)鐘吧，攝像頭要工作，這個(gè)就是我們所要的時(shí)鐘，在主控制芯片提供，這個(gè)時(shí)鐘一定要有，要不然攝像頭不會(huì)工作的。4、上下電時(shí)序，這個(gè)要接規(guī)格書(shū)上來(lái)，注意PWD、RESETS兩個(gè)腳，不同的攝像頭不太一樣，這個(gè)圖是上電時(shí)序，上電時(shí)參考一下，知道在那里看就行；5PCLK D1D7攝像頭得到的數(shù)據(jù)要傳出來(lái)吧，要有數(shù)據(jù)，當(dāng)然數(shù)據(jù)出來(lái)要有時(shí)鐘和同步信號(hào)了，看下

4、它的時(shí)序，和LCD顯示的時(shí)序一樣，道理是一樣的：6 、主要的存放器：分辨率、YUV順序、X軸、Y軸鏡相、翻轉(zhuǎn)以上工作完成后，也許還有一些問(wèn)題，分辨率太?。籝UV順序不對(duì)圖像不對(duì)；XY圖像方向。 這些工作完成后，如果還有什么細(xì)節(jié)的問(wèn)題，如果你想花時(shí)間，看規(guī)格書(shū)里面的存放器可以 解決的，如果不想看，找模組廠的FAE他們專業(yè)的，很快會(huì)幫你搞定。7、攝像頭的硬件接口二、S5pv310上Camera主控芯片上的硬件接口1、CAMIF Camera In terface先看一下攝像頭接口框圖：這個(gè)看著有點(diǎn)抽象，我們放這里，先了解一下，其實(shí)驅(qū)動(dòng)中一般不會(huì)涉及到這里，不過(guò)我們這里分析了，就把這個(gè)帶出來(lái)了1、攝

5、像頭接口的主要屬性：a、支持多種輸入接口：就是上面我們看到的四模式模式;DMA AXI 64-bit in terfaceMIPI (CSI) 模式；ITU-R BT 601/ 656/ 709模式；Direct FIFO (PlayBack)模式；b、支持多種輸出模式：DMA (AXI 64-bit in terface)模式；Direct FIFO 模式；c、支持?jǐn)?shù)碼變焦 Digital Zoom In (DZI) capability；d、支持多攝像頭輸入；e、支持視頻同步信號(hào)極性可編程控制；f、 支持最大輸入分辨率為8192X8192;g、支持圖像翻轉(zhuǎn)(X軸、Y軸鏡相 ，90、180、

6、270翻轉(zhuǎn))；h、支持多種圖片格式；i、支持捕獲幀控制；j、支持的圖像特效。2、FIMC Fully InteractiveMobile Camera攝像頭的采集的數(shù)據(jù)要CPU無(wú)法直接處理，主控芯片里面集成了 Camera控制器，叫FIMC (FullyI nteractive Mobile Camera)。攝像頭需要先把圖像數(shù)據(jù)傳給控制器，經(jīng)過(guò)控制器處理(裁剪拉升后直接預(yù)覽或者編碼) 鐘(MCLK也是FIMC給它提供的。在s5pv310上的攝像頭接口是一個(gè)BT-601-605 標(biāo)準(zhǔn)、AMX接口、MIPI 接口MIPI、ITU、AMX(1 )、ITU國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信部門之后交給CPU處理

7、。實(shí)際上攝像頭工作需要的時(shí)FIMC(完全交互式移動(dòng)相機(jī)接口 ),支持ITURITU-RRadiocommu ni catio n Sector of ITU簡(jiǎn)稱ITU-RITU-R 16位數(shù)據(jù)傳輸；Y、U V信號(hào)同時(shí)傳輸，是并行數(shù)據(jù)，行場(chǎng)同步單獨(dú)輸 出。ITU-R 10位數(shù)據(jù)傳輸；不需要同步信號(hào)；串行數(shù)據(jù)傳輸；傳輸速率是601的2倍；先傳Y,后傳UU行場(chǎng)同步信號(hào)嵌入在數(shù)據(jù)流中。(2)、MIPI (移動(dòng)行業(yè)處理器接口)是 Mobilel ndustryProcessor In terface的縮寫(xiě) MIPI標(biāo)準(zhǔn)：Camera 工作組：MIPI Camera Serial In terface .

8、Camera Serial In terface 2 (CSI-2)協(xié)議中最重要的局部，是一種面的 AMBA( Advaneed Mieroeontroller BusArehiteeture向高性能、高帶寬、低延遲的片內(nèi)總線。3、接口信息FIMC信號(hào)定義如下所示YCbCr模式Sig nalI/ODeseripti onHREFI行同步信號(hào)PCLKI像素時(shí)鐘DATA7:0I像素?cái)?shù)據(jù)FIELDOFIELD信號(hào)MCLKO系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)Type通過(guò)CAM_MCL給攝像頭提供時(shí)鐘，RST是復(fù)位線，PWDN在攝像頭工作時(shí)應(yīng)該始終為低。HREF是行參考信號(hào)，PCLK是像素時(shí)鐘，VSYNC是場(chǎng)同步信號(hào)。一旦給

9、攝像頭提供了時(shí)鐘，并且復(fù)位攝像頭，攝像頭就開(kāi)始工作了，通過(guò)HREF PCLK和VSYNC同步傳輸數(shù)字圖像信號(hào)。數(shù)據(jù)是通過(guò)DATAODATA這八根數(shù)據(jù)線并行送出的。4、不同接口模式的工作時(shí)序ITU-R BT 656輸入時(shí)序圖，這種方式下同步信號(hào)已經(jīng)內(nèi)嵌到視頻數(shù)據(jù)中了，因此不需要額外 的行和幀同步信號(hào)。ITU-R BT 601輸入時(shí)序圖，這種方式下行和幀同步信號(hào)獨(dú)立于視頻數(shù)據(jù)，因此需要同步信號(hào)。ITU-R BT 656:9601的2倍；先傳Y,后ITU-R BT 601:16位數(shù)據(jù)傳輸；21芯；Y、U、V信號(hào)同時(shí)傳輸。芯，不需要同步信號(hào)；8位數(shù)據(jù)傳輸；串行視頻傳輸；傳輸速率是 傳 UV。同步信號(hào)的時(shí)延參數(shù)?t1:表示VSYNC前、后插入周期?t2:表示HREF前插入周期?t3:表示HREF寬度?t4:表示HREF后插入周期5、camera的時(shí)鐘域，三個(gè)時(shí)鐘：系統(tǒng)時(shí)鐘、PCLK MCLK每個(gè)攝像頭接口包括三個(gè)時(shí)鐘域，每一個(gè)時(shí)鐘域是系統(tǒng)總線時(shí)鐘，第二個(gè)是攝像頭像素時(shí)鐘PCLK