RK3399 mipi Camera在 OpenHarmony-v3.2-Release系统上驱动适配实践 - OpenHarmony开发者论坛

图1：v4l2驱动框架图

当应用层通过/dev/video来操作设备的时候，首先会来到v4l2的核心层，核心层通过注册video_device的回调函数，进而调用相应的操作函数，video_device可以直接操作硬件或者是通过v4l2_subdev来操作硬件。

本案例中SOC为RK3399，sensor是OV8858，如下(图2:硬件连接图）一方面通过i2c对sensor初始化配置寄存器和摄像头参数的配置。另一方面，通过mipi接口用来传输图像的数据，数据传输路径为从sensor传输到SOC。

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图2：硬件连接图

光线经过sensor之后，sensor芯片经过ADC转换生成图像数据，在经过mipi总线进入SOC，进入SOC之后经过isp进行图像处理。由此可以看出，camera驱动有三部分组成，

第一部分与sensor相关的，如i2c控制sensor的寄存器进行配置；

第二部分和mipi相关的，需要mipi进行图像传输；

第三部分是isp部分，SOC里面有isp图像处理模块，经过mipi传输的图像进入SOC之后需要在传入SOC的isp模块对图像进一步进行加工。

以上是对RK3399 camera的概述，下面在驱动适配中将继续细化具体的操作。

2. 驱动适配

2.1. DTS配置

在dtsi中添加对应的i2c、sensor、isp、mipi相关配置

a) i2c1配置

&i2c1 {
clock-frequency = <200000>;
i2c-scl-rising-time-ns = <150>;
i2c-scl-falling-time-ns = <30>;
status = "okay";
ov8858p0: ov8858@36 {
compatible = "ovti,ov8858";
status = "okay";
reg = <0x36>;
clocks = <&cru SCLK_CIF_OUT>;
clock-names = "xvclk";
reset-gpios = <&gpio2 27 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pwdn-gpios = <&gpio2 28 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "rockchip,camera_default", "rockchip,camera_sleep";
pinctrl-0 = <&cam0_default_pins &cif_clkout_a>;
pinctrl-1 = <&cam0_default_pins>;
rockchip,camera-module-index = <0>;
rockchip,camera-module-facing = "front";
rockchip,camera-module-name = "CameraKing";
rockchip,camera-module-lens-name = "Largan-9569A2";
port {
ucam_out0a: endpoint {
remote-endpoint = <&mipi_in_ucam0a>;
data-lanes = <1 2 3 4>;
};
};
};
}

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b）sensor 配置

&pinctrl {
cam_pins {
cif_clkout_a: cif-clkout-a {
rockchip,pins = <2 11 RK_FUNC_3 &pcfg_pull_none>;
};
cif_clkout_a_sleep: cif-clkout-a-sleep {
rockchip,pins = <2 11 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
};
cam0_default_pins: cam0-default-pins {
rockchip,pins =
<2 28 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_down>,
<2 27 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
};
cam1_default_pins: cam1-default-pins {
rockchip,pins =
<0 12 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_down>,
<0 8 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
};
};
};

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c) mipi配置

mipi_dphy_rx0: mipi-dphy-rx0 {
compatible = "rockchip,rk3399-mipi-dphy";
clocks = <&cru SCLK_mipiDPHY_REF>,
<&cru SCLK_DPHY_RX0_CFG>,
<&cru PCLK_VIO_GRF>;
clock-names = "dphy-ref", "dphy-cfg", "grf";
power-domains = <&power RK3399_PD_VIO>;
#phy-cells = <0>;
status = "disabled";
};
&mipi_dphy_rx0 {
status = "okay";
ports {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
port@0 {
reg = <0>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
mipi_in_ucam0a: endpoint@0 {
reg = <0>;
remote-endpoint = <&ucam_out0a>;
data-lanes = <1 2 3 4>;
};
mipi_in_ucam0b: endpoint@1 {
reg = <1>;
remote-endpoint = <&ucam_out0b>;
data-lanes = <1 2>;
};
};
port@1 {
reg = <1>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
dphy_rx0_out: endpoint@0 {
reg = <0>;
remote-endpoint = <&isp0_mipi_in>;
};
};
};
};

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d）isp配置

&rkisp1_0 {
status = "okay";
port {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
isp0_mipi_in: endpoint@0 {
reg = <0>;
remote-endpoint = <&dphy_rx0_out>;
};
};
};
&isp0_mmu {
status = "okay";
};

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2.2. 模块代码使能

a) 代码路径

和硬件相关的驱动有3部分，分别为sensor相关，mipi相关，isp相关，需要找到正确的代码路径，并补齐缺失的代码，其中RK3399 SOC使用isp1类型。

sensor相关: kernel/drivers/media/i2c/ov8858.c

mipi相关：kernel/drivers/phy/rockchip/phy-rockchip-mipi-rx.c

isp相关：kernel/drivers/media/platform/rockchip/isp1/rkisp1.c

v4l2驱动框架代码路径：

kernel/drivers/media/v4l2-core、kernel/drivers/media/common/videobuf2

b) 使能宏配置

CONFIG_VIDEO_DEV=y
CONFIG_VIDEO_OV8858=y
CONFIG_VIDEO_v4l2=y
CONFIG_VIDEO_v4l2_I2C=y
CONFIG_VIDEO_v4l2_SUBDEV_API=y
CONFIG_VIDEOBUF2_v4l2=y
CONFIG_v4l2_FWNODE=y
CONFIG_v4l2_MEM2MEM_DEV=y
CONFIG_MEDIA_CONTROLLER=y
CONFIG_VIDEOMODE_HELPERS=y
CONFIG_NO_GKI=y
CONFIG_VIDEO_ROCKCHIP_RKisp1=y
CONFIG_PHY_ROCKCHIP_mipi_RX=y

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2.3. 调试

在调试之前，需要理清数据传输路径、确定调试目标、整理可用的工具。上面第2步已经配置与使能了各模块的代码，它们在主板上会生成各个设备拓扑节点，并组成数据路径。

a) 验证DTS配置是否生成
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问题1：camera sensor未成功挂接到i2c总线上

现象：日志打印 ov8858 1-0036: Unexpected sensor id(000000), ret(-5)，表明i2c1读取sensor id失败；打印 rk3x-i2c ff110000.i2c: timeout, ipd: 0x00, state: 2，表明i2c1通信超时。

思路1：1、测量电源电压排查i2c1供电 2、测量系统启动过程中i2c1的波形 3、检查clock配置

结果：1、供电正确，启动过程中没有波形 2、clock配置正确

分析：无法直接排查启动过程中i2c1通信超时的原因，继续分析

思路2：系统启动后，在i2c1下手动挂接1-0036

结果：挂接成功

分析：系统启动过程中有其他依赖的因素导致i2c1无法通信，这个依赖因素在启动过程中又被解决了。在日志中排查相关因素，比如电源。发现在ov8858注册失败后，vcc3v3_sys才被申请。显然，ov8858注册依赖i2c1通信， i2c1通信依赖电源vcc3v3_sys。

解决方式：

ov8858 驱动加载使用late_initcall接口延迟，使vcc3v3_sys在i2c1通信前被申请。

b) v4l2相关的节点是否生成

通过上面可以知道不管是sensor、mipi还是isp，统一描述为struct v4l2_subdev对象，然后将这个对象struct v4l2_subdev通过不同函数注册到v4l2框架中。如下(图3: 设备注册函数)分别有不同的注册函数。

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图3：设备注册函数

注册成功且数据通路正确的话会出现以下节点。

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问题2：没有生成/dev/v4l-subdevx节点

思路1：根据图3,通过日志排查 v4l-subdevx相关的sensor、mipi、isp设备是否注册成功

结果：sensor ov8858注册失败，

思路1：根据图3，数据传输路径的设备节点是sensor->mipi->isp, 通过日志判断这三个设备是否注册成功，且注册顺序是否正确

结果：通过打印发现sensor注册失败，失败代码在v4l2_async_notifier_try_complete 中，表明列表根节点v4l2_dev为空。

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分析：sensor应该为v4l2_dev列表的根节点，不应走到这里。再排查三个设备节点的注册顺序，发现为isp->mipi->ov8858。

思路2：调整设备加载的接口方法，问题1中已经将ov8858的加载修改成late_initcall，需要将mipi 和 isp加载顺序调整得更靠后。

结果：顺序仍旧不正确

思路3：通过日志对比，找出isp设备加载的调用入口

结果：rkisp1_clr_unready_dev是启动isp的入口，调整后顺序正确，sensor、mipi、isp注册成功。且/dev/v4l-subdevx节点生成。

c) 通过camera_demo操作/dev/video0 获取数据流，验证驱动适配是否成功

相关camera_demo代码网上也有很多，可以参考：https://blog.csdn.net/ds1130071727/article/details/83544794

3. 总结

本文没有介绍的相机上层框架，如HDI接口、Pipeline模型等。本文重点讲述了在RK3399主板上与camera设备驱动相关的如ov8858、isp1、mipi-dpy的底层适配步骤以及总结了在适配过程中出现的重点问题。在OpenAtom OpenHarmony（简称“OpenHarmony”） V3.2Release上主要的适配工作也在此处，此后mipi camera可通过系统相机应用完成预览、拍照等交互。

4. 参考链接

https://gitee.com/openharmony/kernel_linux_5.10

https://blog.csdn.net/ds1130071727/article/details/83544794